(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023144267
(43)【公開日】2023-10-11
(54)【発明の名称】勾配磁界センサ、磁性物検出装置、及び磁性物検出方法
(51)【国際特許分類】
G01R 33/02 20060101AFI20231003BHJP
G01R 33/022 20060101ALI20231003BHJP
G01V 3/10 20060101ALI20231003BHJP
【ＦＩ】
G01R33/02 W
G01R33/022
G01R33/02 Q
G01V3/10 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】13
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022051173
(22)【出願日】2022-03-28
(71)【出願人】
【識別番号】000003067
【氏名又は名称】ＴＤＫ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100141139
【弁理士】
【氏名又は名称】及川 周
(74)【代理人】
【識別番号】100163496
【弁理士】
【氏名又は名称】荒 則彦
(74)【代理人】
【識別番号】100169694
【弁理士】
【氏名又は名称】荻野 彰広
(74)【代理人】
【識別番号】100114937
【弁理士】
【氏名又は名称】松本 裕幸
(72)【発明者】
【氏名】長久保 洋介
(72)【発明者】
【氏名】松田 篤史
【テーマコード（参考）】
2G017
2G105
【Ｆターム（参考）】
2G017AA02
2G017AA08
2G017AB03
2G017AC01
2G017AC09
2G017AD42
2G017BA03
2G017BA05
2G105AA01
2G105BB05
2G105DD01
2G105EE02
2G105FF11
2G105GG01
2G105HH04
2G105KK06
(57)【要約】
【課題】ノイズとなる磁界を検出してしまうことを抑制することができる勾配磁界センサを提供する。
【解決手段】磁性体製の第１磁気シールド部と、磁性体製であり、前記第１磁気シールド部と対向する第２磁気シールド部と、前記第１磁気シールド部と前記第２磁気シールド部との間の空間に配置される第１磁気コアと、前記第１磁気コアに配置される第１コイルとを含む第１センサヘッドと、前記空間に配置される第２磁気コアと、前記第２磁気コアに配置される第２コイルとを含む第２センサヘッドと、を備える勾配磁界センサ。
【選択図】図２
【解決手段】磁性体製の第１磁気シールド部と、磁性体製であり、前記第１磁気シールド部と対向する第２磁気シールド部と、前記第１磁気シールド部と前記第２磁気シールド部との間の空間に配置される第１磁気コアと、前記第１磁気コアに配置される第１コイルとを含む第１センサヘッドと、前記空間に配置される第２磁気コアと、前記第２磁気コアに配置される第２コイルとを含む第２センサヘッドと、を備える勾配磁界センサ。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
磁性体製の第１磁気シールド部と、
磁性体製であり、前記第１磁気シールド部と対向する第２磁気シールド部と、
前記第１磁気シールド部と前記第２磁気シールド部との間の空間に配置され、予め決められた第１位置の磁界の強度を検出する第１センサヘッドと、
前記空間に配置され、前記第１位置と異なる第２位置の磁界の強度を検出する第２センサヘッドと、
を備える勾配磁界センサ。
磁性体製であり、前記第１磁気シールド部と対向する第２磁気シールド部と、
前記第１磁気シールド部と前記第２磁気シールド部との間の空間に配置され、予め決められた第１位置の磁界の強度を検出する第１センサヘッドと、
前記空間に配置され、前記第１位置と異なる第２位置の磁界の強度を検出する第２センサヘッドと、
を備える勾配磁界センサ。
【請求項2】
前記第１センサヘッドと前記第２センサヘッドとのそれぞれは、直線形状の部分を有し、
前記第２センサヘッドの直線形状の部分は、前記第１センサヘッドの直線形状の部分と略平行又は略同軸上に配置される、
請求項１に記載の勾配磁界センサ。
前記第２センサヘッドの直線形状の部分は、前記第１センサヘッドの直線形状の部分と略平行又は略同軸上に配置される、
請求項１に記載の勾配磁界センサ。
【請求項3】
前記第１磁気シールド部は、前記第１センサヘッド及び前記第２センサヘッド側の第１面を有し、
前記第２磁気シールド部は、前記第１センサヘッド及び前記第２センサヘッド側の第２面を有し、
前記第１面及び前記第２面は、前記第１センサヘッドの直線形状の部分と前記第２センサヘッドの直線形状の部分とを含む平面状の仮想的な領域と略平行である、
請求項２に記載の勾配磁界センサ。
前記第２磁気シールド部は、前記第１センサヘッド及び前記第２センサヘッド側の第２面を有し、
前記第１面及び前記第２面は、前記第１センサヘッドの直線形状の部分と前記第２センサヘッドの直線形状の部分とを含む平面状の仮想的な領域と略平行である、
請求項２に記載の勾配磁界センサ。
【請求項4】
前記第１面と直交する方向における前記第１面と前記第２面との間の距離は、前記第１面と直交する方向において前記第１磁気シールド部と前記第２磁気シールド部とが重なった領域の輪郭に内接する円のうち、前記第１センサヘッドの直線形状の部分と前記第２センサヘッドの直線形状の部分とに応じて決まる位置を中心とする円の直径に応じた距離である、
請求項３に記載の勾配磁界センサ。
請求項３に記載の勾配磁界センサ。
【請求項5】
前記距離は、前記直径の５分の１以下である、
請求項４に記載の勾配磁界センサ。
請求項４に記載の勾配磁界センサ。
【請求項6】
前記第１面と直交する方向における前記第１面と前記第２面とのそれぞれの厚さは、前記第１面と直交する方向における前記第１面と前記第２面との間の距離と、前記第１磁気シールド部及び前記第２磁気シールド部の比透磁率とに応じた厚さである、
請求項３から５のうちいずれか一項に記載の勾配磁界センサ。
請求項３から５のうちいずれか一項に記載の勾配磁界センサ。
【請求項7】
前記厚さは、前記第１面と直交する方向における前記第１面と前記第２面との間の距離の５００倍の値を、前記第１磁気シールド部及び前記第２磁気シールド部の比透磁率で除した値以上である、
請求項６に記載の勾配磁界センサ。
請求項６に記載の勾配磁界センサ。
【請求項8】
前記第１センサヘッドの直線形状の部分と前記第２センサヘッドの直線形状の部分とを含む平面状の仮想的な領域に直交する方向において、前記第１磁気シールド部と前記第２磁気シールド部とが重なった領域の輪郭に内接する円のうち、前記第１センサヘッドの直線形状の部分と前記第２センサヘッドの直線形状の部分とに応じて決まる位置を中心とする円の直径は、前記第１センサヘッドの直線形状の部分の長さと前記第２センサヘッドの直線形状の部分の長さとのそれぞれの２倍以上の長さである、
請求項３から７のうちいずれか一項に記載の勾配磁界センサ。
請求項３から７のうちいずれか一項に記載の勾配磁界センサ。
【請求項9】
前記第１磁気シールド部の形状と前記第２磁気シールド部の形状とは、互いに同じ形状であり、円形平板形状、楕円形平板形状、矩形平板形状のいずれかである、
請求項１から８のうちいずれか一項に記載の勾配磁界センサ。
請求項１から８のうちいずれか一項に記載の勾配磁界センサ。
【請求項10】
前記第１磁気シールド部と前記第２磁気シールド部との少なくとも一方は、積層された複数の磁性体を含む、
請求項１から９のうちいずれか一項に記載の勾配磁界センサ。
請求項１から９のうちいずれか一項に記載の勾配磁界センサ。
【請求項11】
前記空間に配置され、前記第１位置、前記第２位置のそれぞれと異なる第３位置の磁界の強度を検出する第３センサヘッドと、
前記空間に配置され、前記第１位置、前記第２位置、前記第３位置のそれぞれと異なる第４位置の磁界の強度を検出する第４センサヘッドと、
を備える請求項１から１０のうちいずれか一項に記載の勾配磁界センサ。
前記空間に配置され、前記第１位置、前記第２位置、前記第３位置のそれぞれと異なる第４位置の磁界の強度を検出する第４センサヘッドと、
を備える請求項１から１０のうちいずれか一項に記載の勾配磁界センサ。
【請求項12】
請求項１から１１のうちいずれか一項に記載の勾配磁界センサを備える、
磁性物検出装置。
磁性物検出装置。
【請求項13】
磁性体製の第１磁気シールド部と、予め決められた第１位置の磁界の強度を検出する第１センサヘッドと、前記第１位置と異なる第２位置の磁界の強度を検出する第２センサヘッドとを備える勾配磁界センサによる磁性物検出方法であって、
予め決められた方向において、前記第１磁気シールド部は、前記第１センサヘッド及び前記第２センサヘッドと重なっており、
前記磁性物検出方法は、
前記第１磁気シールド部と、磁性体製の第２磁気シールド部との間の空間に前記第１センサヘッドと前記第２センサヘッドとが位置するように前記勾配磁界センサを配置する第１ステップと、
検出対象物を移動させ、前記空間を通過させる第２ステップと、
を有する磁性物検出方法。
予め決められた方向において、前記第１磁気シールド部は、前記第１センサヘッド及び前記第２センサヘッドと重なっており、
前記磁性物検出方法は、
前記第１磁気シールド部と、磁性体製の第２磁気シールド部との間の空間に前記第１センサヘッドと前記第２センサヘッドとが位置するように前記勾配磁界センサを配置する第１ステップと、
検出対象物を移動させ、前記空間を通過させる第２ステップと、
を有する磁性物検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、勾配磁界センサ、磁性物検出装置、及び磁性物検出方法に関する。
【背景技術】
【0002】
２つの異なる地点それぞれにおける磁界の強さの勾配を検出する勾配磁界センサについての研究、開発が行われている。ここで、当該勾配は、当該２つの異なる地点それぞれにおける磁界の強さの差分のことである。
【0003】
勾配磁界センサは、２つの異なる地点それぞれにおける磁界の強さを検出するため、２つのセンサヘッドを備える。勾配磁界センサでは、これら２つのセンサヘッドのうちの一方が、これら２つの異なる地点のうちの一方における磁界の強さを検出する。また、勾配磁界センサでは、これら２つのセンサヘッドのうちの他方が、これら２つの異なる地点のうちの他方における磁界の強さを検出する。そして、勾配磁界センサは、これら２つのセンサヘッドから出力される信号に応じて、これら２つの異なる地点における磁界の強さの勾配を検出する。これら２つの異なる地点における磁界の強さの勾配は、磁界を変化させることが可能な物体の有無によって変化する。これを利用し、勾配磁界センサは、このような物体を検出対象物とし、検出対象物を検出することができる。
【0004】
これに関し、２つの異なる地点それぞれにおける磁界の強さを検出する２つのセンサヘッドと、当該２つのセンサヘッドの直上又は直下に設けられ、ノイズとなる磁界を遮蔽する磁気シールド板とを備える勾配磁界センサが知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０１５－２００５２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、特許文献１に記載されたような勾配磁界センサでは、磁気シールド板による磁界の遮蔽が十分ではなく、ノイズとなる磁界が２つのセンサヘッドのそれぞれに対して外部から印加されてしまうことがあった。
【0007】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、ノイズとなる磁界を検出してしまうことを抑制することができる勾配磁界センサ、磁性物検出装置、及び磁性物検出方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の一態様は、磁性体製の第１磁気シールド部と、磁性体製であり、前記第１磁気シールド部と対向する第２磁気シールド部と、前記第１磁気シールド部と前記第２磁気シールド部との間の空間に配置され、予め決められた第１位置の磁界の強度を検出する第１センサヘッドと、前記空間に配置され、前記第１位置と異なる第２位置の磁界の強度を検出する第２センサヘッドと、を備える勾配磁界センサである。
【0009】
また、本発明の一態様は、上記に記載の勾配磁界センサを備える、磁性物検出装置である。
【0010】
また、本発明の一態様は、磁性体製の第１磁気シールド部と、予め決められた第１位置の磁界の強度を検出する第１センサヘッドと、前記第１位置と異なる第２位置の磁界の強度を検出する第２センサヘッドとを備える勾配磁界センサによる磁性物検出方法であって、予め決められた方向において、前記第１磁気シールド部は、前記第１センサヘッドＳ１及び第２センサヘッドＳ２と重なっており、前記磁性物検出方法は、前記第１磁気シールド部と、磁性体製の第２磁気シールド部との間の空間に前記第１センサヘッドＳ１と第２センサヘッドＳ２とが位置するように前記勾配磁界センサを配置する第１ステップと、検出対象物を移動させ、前記空間を通過させる第２ステップと、を有する磁性物検出方法である。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、ノイズとなる磁界を検出してしまうことを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】磁性物検出装置１の構成の一例を示す図である。
【図4】第１磁気シールド部ＳＤ１及び第２磁気シールド部ＳＤ２のそれぞれにより遮蔽される磁界の一例を示す図である。
【図5】勾配磁界センサ１２において、第１磁気シールド部ＳＤ１と第２磁気シールド部ＳＤ２とが、勾配磁界センサ１２の検出感度を向上させる理由を説明するための図である。
【図6】第２磁気シールド部ＳＤ２を取り外した場合の勾配磁界センサ１２による検出対象物Ｏの検出波形の一例を示す図である。
【図7】第２磁気シールド部ＳＤ２が取り付けられている場合の勾配磁界センサ１２による検出対象物Ｏの検出波形の一例を示す図である。
【図8】第１方向に向かって第１磁気シールド部ＳＤ１及び第２磁気シールド部ＳＤ２を見た場合における有効シールド領域の一例を示す図である。
【図9】シールド比を説明するための図である。
【図10】有効シールド領域円の直径の変化に応じたシールド比の変化の一例を示す図である。
【図11】第１方向における第１磁気シールド部ＳＤ１と第２磁気シールド部ＳＤ２との間の距離ｇの一例を示す図である。
【図12】第１方向における第１磁気シールド部ＳＤ１と第２磁気シールド部ＳＤ２との間の距離ｇの変化に応じたシールド比の変化の一例を示す図である。
【図13】有効厚さの変化に応じたシールド比の変化の一例を示す図である。
【図14】円形平板形状の第１磁気シールド部ＳＤ１及び第２磁気シールド部ＳＤ２を例示した図である。
【図15】矩形平板形状の第１磁気シールド部ＳＤ１及び第２磁気シールド部ＳＤ２を例示した図である。
【図16】楕円形平板形状の第１磁気シールド部ＳＤ１及び第２磁気シールド部ＳＤ２を例示した図である。
【図17】互いに異なる形状を有する第１磁気シールド部ＳＤ１と第２磁気シールド部ＳＤ２とのそれぞれの一例を示す上面図である。
【図19】３層に多層化された第１磁気シールド部ＳＤ１と、３層に多層化された第２磁気シールド部ＳＤ２との一例を示す図である。
【図20】３層に多層化された第１磁気シールド部ＳＤ１と、３層に多層化された第２磁気シールド部ＳＤ２との他の例を示す図である。
【図21】互いに異なる形状の磁気シールド部が積層された第１磁気シールド部ＳＤ１と、互いに異なる形状の磁気シールド部が積層された第２磁気シールド部ＳＤ２とのそれぞれを例示する図である。
【図22】勾配磁界センサ１２が検出するノイズの周波数特性と、従来の勾配磁界センサとして見做すことができる勾配磁界センサ１２Ｘが検出するノイズの周波数特性とを比較する図である。
【図23】勾配磁界センサ１２の回路構成の一例を示す図である。
【図24】勾配磁界センサ１２の回路構成の他の例を示す図である。
【図25】交流電流制御部ＣＣ３の回路構成の一例を示す図である。
【図26】複数の磁性体を含む第１磁気コアＣＲ１の構成の一例を示す図である。
【図27】第１センサヘッドＳ１と第２センサヘッドＳ２との組と、第３センサヘッドＳ３と第４センサヘッドＳ４との組との２組のセンサヘッドを備える勾配磁界センサ１２の一例を示す図である。
【図28】第１センサヘッドＳ１と第２センサヘッドＳ２との１組のセンサヘッドと、第３センサヘッドＳ３と第４センサヘッドＳ４との１組のセンサヘッドとを備える勾配磁界センサ１２の他の例を示す図である。
【図29】４組のセンサヘッドを備える勾配磁界センサ１２の一例を示す図である。
【図30】検出対象物の検出を勾配磁界センサ１２Ｘに行わせる手順の流れの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
＜実施形態＞
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【0014】
＜磁性物検出装置の概要＞
まず、本実施形態に係る磁性物検出装置の概要について説明する。
まず、本実施形態に係る磁性物検出装置の概要について説明する。
【0015】
実施形態に係る磁性物検出装置は、実施形態に係る勾配磁界センサを備える。実施形態に係る勾配磁界センサは、磁性体製の第１磁気シールド部と、磁性体製であり、前記第１磁気シールド部と対向する第２磁気シールド部と、第１センサヘッドと、第２センサヘッドを備える。そして、第１センサヘッドは、第１磁気シールド部と第２磁気シールド部との間の空間に配置され、予め決められた第１位置の磁界の強度を検出する。第２センサヘッドは、当該空間に配置され、第１位置と異なる第２位置の磁界の強度を検出する。
【0016】
これにより、実施形態に係る勾配磁界センサ、及び実施形態に係る磁性物検出装置は、第１磁気シールド部と第２磁気シールド部とのいずれか一方を備える場合と比較して、ノイズとなる磁界を検出してしまうことを抑制することができる。
【0017】
以下では、実施形態に係る磁性物検出装置と、実施形態に係る勾配磁界センサとのそれぞれの構成について、詳しく説明する。
【0018】
＜磁性物検出装置の構成＞
以下、実施形態に係る磁性物検出装置の一例として磁性物検出装置１を例に挙げて、実施形態に係る磁性物検出装置の構成について説明する。ここで、実施形態では、直流電力に応じた電気信号、又は交流電力に応じた電気信号を伝送する導体のことを、伝送路と称して説明する。伝送路は、例えば、基板上にプリントされた導体であってもよく、導体が線状に形成された導線であってもよく、他の導体であってもよい。また、実施形態では、電圧と称した場合、所定の基準となる電位からの電位差を意味し、基準となる電位についての図示及び説明を省略する。ここで、基準となる電位は、如何なる電位であってもよい。実施形態では、一例として、基準となる電位がグラウンド電位である場合について説明する。また、実施形態では、グラウンドと称した場合、同一のグラウンドを示す。
以下、実施形態に係る磁性物検出装置の一例として磁性物検出装置１を例に挙げて、実施形態に係る磁性物検出装置の構成について説明する。ここで、実施形態では、直流電力に応じた電気信号、又は交流電力に応じた電気信号を伝送する導体のことを、伝送路と称して説明する。伝送路は、例えば、基板上にプリントされた導体であってもよく、導体が線状に形成された導線であってもよく、他の導体であってもよい。また、実施形態では、電圧と称した場合、所定の基準となる電位からの電位差を意味し、基準となる電位についての図示及び説明を省略する。ここで、基準となる電位は、如何なる電位であってもよい。実施形態では、一例として、基準となる電位がグラウンド電位である場合について説明する。また、実施形態では、グラウンドと称した場合、同一のグラウンドを示す。
【0019】
図１は、磁性物検出装置１の構成の一例を示す図である。ここで、三次元座標系ＴＣは、三次元座標系ＴＣが描かれた図における方向を示す三次元直交座標系である。以下では、説明の便宜上、三次元座標系ＴＣにおけるＸ軸を、単にＸ軸と称して説明する。また、以下では、説明の便宜上、三次元座標系ＴＣにおけるＹ軸を、単にＹ軸と称して説明する。また、以下では、説明の便宜上、三次元座標系ＴＣにおけるＺ軸を、単にＺ軸と称して説明する。また、以下では、説明の便宜上、Ｚ軸の正方向を上又は上方向と称し、Ｚ軸の負方向を下又は下方向と称して説明する。
【0020】
磁性物検出装置１は、検出対象物を磁界により検出する装置である。検出対象物は、磁界を変化させることが可能な物体のことであり、例えば、磁性体のことである。
【0021】
磁性物検出装置１は、例えば、枠体ＣＳと、第１ローラＲＬ１と、第２ローラＲＬ２と、着磁装置１１と、勾配磁界センサ１２と、情報処理装置２０を備える。そして、勾配磁界センサ１２は、第１センサヘッドＳ１と第２センサヘッドＳ２との２つのセンサヘッドを備える。なお、図１では、図が煩雑になるのを防ぐため、磁性物検出装置１における情報処理装置２０と他の部材とを接続するケーブルについては、省略している。また、磁性物検出装置１は、枠体ＣＳと、第１ローラＲＬ１と、第２ローラＲＬ２と、着磁装置１１と、情報処理装置２０とのうちの一部又は全部を備えない構成であってもよい。また、磁性物検出装置１は、枠体ＣＳと、第１ローラＲＬ１と、第２ローラＲＬ２と、着磁装置１１と、情報処理装置２０とのうちの一部又は全部に代えて、他の部材、他の装置等を、勾配磁界センサ１２とともに備える構成であってもよい。また、磁性物検出装置１は、枠体ＣＳと、第１ローラＲＬ１と、第２ローラＲＬ２と、着磁装置１１と、情報処理装置２０との全部に加えて、他の部材、他の装置等を、勾配磁界センサ１２とともに備える構成であってもよい。
【0022】
枠体ＣＳには、磁性物検出装置１の各部材が取り付けられる。枠体ＣＳは、主として、図示しない天板と、図示しない底板と、天板と底板とを接続する複数の支柱とから構成される。図１に示した例では、枠体ＣＳの外形状は、ほぼ直方体形状である。なお、枠体ＣＳの外形状は、如何なる形状であってもよい。
【0023】
枠体ＣＳの内部には、第１ローラＲＬ１と、第２ローラＲＬ２とが設けられている。
【0024】
第１ローラＲＬ１は、検出対象物の付着の有無を検査される対象となるシート部材ＳＴがロール状に巻かれたローラのことである。第２ローラＲＬ２は、第１ローラＲＬ１から引き出されたシート部材ＳＴを所定の経路に沿って搬送させながら巻き取るローラのことである。第２ローラＲＬ２は、図示しないサーボモータ等により回転させられる。これにより、第２ローラＲＬ２は、第１ローラＲＬ１から引き出されたシート部材ＳＴを巻き取ることができる。すなわち、第２ローラＲＬ２は、駆動ローラである。そして、第１ローラＲＬ１は、第２ローラＲＬ２の回転に応じてシート部材ＳＴが巻き取られながら回転する受動ローラである。なお、当該サーボモータは、例えば、情報処理装置２０により制御される。
【0025】
シート部材ＳＴは、第１ローラＲＬ１から引き出されて第２ローラＲＬ２により巻き取られるまでの間に、着磁装置１１により発生させられた磁界の中を搬送させられる。これにより、シート部材ＳＴに付着した磁性体は、磁化する。すなわち、図１に示した例では、磁性物検出装置１は、着磁装置１１により磁化された磁性体を、検出対象物として検出する。シート部材ＳＴは、当該磁界の中を搬送させられた後、勾配磁界センサ１２が検出対象物の有無を検出可能な所定の検出領域を搬送させられる。そして、シート部材ＳＴは、第２ローラＲＬ２に巻き付けられる。
【0026】
ここで、着磁装置１１は、所定の磁化領域に所定の強さの磁界を発生させ、磁化領域内に入った磁性体を磁化する装置である。着磁装置１１については、既知の装置であるため、これ以上の詳細な説明を省略する。
【0027】
勾配磁界センサ１２は、前述の検出領域における２つの異なる地点のそれぞれに配置されたセンサヘッド、すなわち、第１センサヘッドＳ１と第２センサヘッドＳ２とにより、当該２つの異なる地点における磁界の強さの勾配を検出する。これにより、勾配磁界センサ１２から出力される検出信号を取得する情報処理装置２０は、検出信号に基づいて、検出領域を搬送されたシート部材ＳＴに検出対象物が付着していたか否かを判定することができる。なお、以下では、説明の便宜上、第１センサヘッドＳ１が配置された地点と第２センサヘッドＳ２が配置された地点との２つの地点における磁界の強さの勾配を、単に勾配と称して説明する。
【0028】
ここで、図２は、図１に示した勾配磁界センサ１２の斜視図である。また、図３は、図１に示した勾配磁界センサ１２をＸ軸の負方向に向かって見た場合における勾配磁界センサ１２の正面図である。なお、図２及び図３に示した矢印Ａ１は、勾配磁界センサ１２に対してシート部材ＳＴが動く方向を示す。
【0029】
勾配磁界センサ１２は、第１センサヘッドＳ１、第２センサヘッドＳ２とともに、第１センサヘッドＳ１と第２センサヘッドＳ２とが接続される本体部と、第１磁気シールド部ＳＤ１と、第１磁気シールド部ＳＤ１と対向する第２磁気シールド部ＳＤ２を備える。ここで、勾配磁界センサ１２の本体部には、勾配磁界センサ１２を制御する各種の回路を含む基板が搭載されている。第１センサヘッドＳ１と第２センサヘッドＳ２とのそれぞれは、これらの各種の回路のうちの少なくとも一部に、電気的に接続される。そして、第１センサヘッドＳ１と第２センサヘッドＳ２とのそれぞれは、勾配磁界センサ１２の本体部により支持される。なお、図２及び図３では、図を簡略化するため、勾配磁界センサ１２の本体部が省略されている。
【0030】
第１センサヘッドＳ１は、予め決められた第１位置の磁界の強度を検出する。第２センサヘッドＳ２は、第１位置と異なる第２位置の磁界の強度を検出する。ここで、第１位置及び第２位置は、後述する第１磁気シールド部ＳＤ１と第２磁気シールド部ＳＤ２との少なくとも一方に対する相対的な位置として決められる。第１センサヘッドＳ１と第２センサヘッドＳ２とのそれぞれは、直線形状の部分を有する。以下では、一例として、第１センサヘッドＳ１と第２センサヘッドＳ２とのそれぞれが、全体として略直線形状のセンサヘッドである場合について説明する。このため、図２及び図３に示した例では、第１センサヘッドＳ１と第２センサヘッドＳ２とは、Ｘ軸の正方向に向かって延伸する直線形状の物体として描かれている。そして、当該例では、第１センサヘッドＳ１及び第２センサヘッドＳ２は、第１センサヘッドＳ１及び第２センサヘッドＳ２を含む平面が、ＸＹ平面と平行になるように配置されている。ＸＹ平面は、Ｘ軸とＹ軸とによって張られる仮想的な平面のことである。また、当該例では、第１センサヘッドＳ１と第２センサヘッドＳ２とは、互いに平行に並んで配置されている。なお、第１センサヘッドＳ１と第２センサヘッドＳ２とは、当該平面がＸＹ平面と非平行になるように配置されてもよい。また、第１センサヘッドＳ１と第２センサヘッドＳ２とは、互いに非平行に並んで配置されてもよい。また、第１センサヘッドＳ１と第２センサヘッドＳ２とは、同軸上に配置されてもよい。なお、第１センサヘッドＳ１と第２センサヘッドＳ２とのうちのいずれか一方又は両方は、略直線形状のセンサヘッドに代えて、他の形状のセンサヘッドであってもよい。第１センサヘッドＳ１と第２センサヘッドＳ２との詳細な構成については、後述する。
【0031】
勾配磁界センサ１２は、第１センサヘッドＳ１と第２センサヘッドＳ２とのそれぞれを対向する辺として有する仮想的な四角形の領域の直下を通過する検出対象物を検出する。そこで、以下では、説明の便宜上、当該領域を、センサヘッド領域と称して説明する。センサヘッド領域は、第１センサヘッドの直線形状の部分と第２センサヘッドの直線形状の部分とを含む平面状の仮想的な領域の一例である。
【0032】
第１磁気シールド部ＳＤ１は、磁性体製の部材である。そして、第１磁気シールド部ＳＤ１は、第１センサヘッドＳ１及び第２センサヘッドＳ２に印加される磁界のうち、検出対象物以外の部材から発生した磁界の少なくとも一部を遮蔽する部材である。図２及び図３に示した例では、第１磁気シールド部ＳＤ１は、円形平板形状の部材である。なお、第１磁気シールド部ＳＤ１の形状は、円形状に代えて、楕円形状、矩形状等の他の形状であってもよい。また、第１磁気シールド部ＳＤ１の形状は、平板形状に代えて、円柱形状、半球体形状等の他の立体的な形状であってもよい。また、第１磁気シールド部ＳＤ１の形状は、凹凸を有する形状であってもよく、他の形状であってもよい。
【0033】
第１磁気シールド部ＳＤ１は、センサヘッド領域の直上に配置される。このため、下方向に向かって第１磁気シールド部ＳＤ１を見た場合における第１磁気シールド部ＳＤ１の輪郭内には、センサヘッド領域が含まれている。
【0034】
第１磁気シールド部ＳＤ１が有する面のうちのセンサヘッド領域側の面は、センサヘッド領域と平行又は略平行な面である。これにより、第１磁気シールド部ＳＤ１は、磁化された検出対象物から発生する磁界が、第１センサヘッドＳ１及び第２センサヘッドＳ２を避けて、第１磁気シールド部ＳＤ１へ直接侵入してしまうことを抑制することができる。その結果、第１磁気シールド部ＳＤ１は、センサヘッド領域の直下を通過する検出対象物の、第１センサヘッドＳ１及び第２センサヘッドＳ２による検出感度を低下させてしまうことを抑制することができる。図２及び図３に示した例では、第１磁気シールド部ＳＤ１は、第１磁気シールド部ＳＤ１の形状が円形平板形状である。このため、当該例では、第１磁気シールド部ＳＤ１が有する面のうちのセンサヘッド領域側の面、すなわち、第１磁気シールド部ＳＤ１の下面は、センサヘッド領域と平行又は略平行な面である。以下では、説明の便宜上、第１磁気シールド部ＳＤ１の下面を、第１面Ｍ１と称して説明する。ここで、当該例では、第１面Ｍ１は、センサヘッド領域と平行又は略平行であるため、ＸＹ平面とも平行又は略平行である。勾配磁界センサ１２は、センサヘッド領域の直上に配置される第１磁気シールド部ＳＤ１を備えることにより、図４に示すように、センサヘッド領域よりも上の領域から第１センサヘッドＳ１及び第２センサヘッドＳ２に印加される磁界を遮蔽することができる。その結果、勾配磁界センサ１２は、当該磁界をノイズとして検出してしまうことを抑制することができる。図４は、第１磁気シールド部ＳＤ１及び第２磁気シールド部ＳＤ２のそれぞれにより遮蔽される磁界の一例を示す図である。図４でも、図が煩雑になるのを防ぐため、勾配磁界センサ１２の本体部を省略している。また、図４に示した矢印Ａ１も、勾配磁界センサ１２に対してシート部材ＳＴが動く方向を示す。また、図４に示した矢印のうち、上方から第１磁気シールド部ＳＤ１へ向かう矢印と、第１磁気シールド部ＳＤ１から上方へ向かう矢印とのそれぞれは、第１磁気シールド部ＳＤ１を勾配磁界センサ１２が備えていない場合において、センサヘッド領域よりも上の領域から第１センサヘッドＳ１及び第２センサヘッドＳ２に印加されるはずの磁界の磁束を示す。第１磁気シールド部ＳＤ１は、磁性体製であるため、空気よりも磁気抵抗が小さい。このため、当該磁界の磁束は、第１磁気シールド部ＳＤ１と第２磁気シールド部ＳＤ２との間の空間に進入し辛い。その結果、第１磁気シールド部ＳＤ１は、センサヘッド領域よりも上の領域から当該磁界が第１センサヘッドＳ１及び第２センサヘッドＳ２に印加されてしまうことを抑制することができる。
【0035】
第２磁気シールド部ＳＤ２は、磁性体製の部材である。そして、第２磁気シールド部ＳＤ２は、第１センサヘッドＳ１及び第２センサヘッドＳ２に印加される磁界のうち、検出対象物以外の部材から発生した磁界の少なくとも一部を遮蔽する部材である。図２及び図３に示した例では、第２磁気シールド部ＳＤ２は、円形平板形状の部材である。なお、第２磁気シールド部ＳＤ２の形状は、円形状に代えて、楕円形状、矩形状等の他の形状であってもよい。また、第２磁気シールド部ＳＤ２の形状は、平板形状に代えて、円柱形状、半球体形状等の他の立体的な形状であってもよい。また、第２磁気シールド部ＳＤ２の形状は、凹凸を有する形状であってもよく、他の形状であってもよい。また、当該例では、第２磁気シールド部ＳＤ２の形状は、第１磁気シールド部ＳＤ１の形状と同じ形状である。しかしながら、第２磁気シールド部ＳＤ２の形状は、第１磁気シールド部ＳＤ１の形状と異なる形状であってもよい。
【0036】
第２磁気シールド部ＳＤ２は、センサヘッド領域の直下に配置される。このため、上方向に向かって第２磁気シールド部ＳＤ２を見た場合における第２磁気シールド部ＳＤ２の輪郭内には、センサヘッド領域が含まれている。
【0037】
第２磁気シールド部ＳＤ２が有する面のうちのセンサヘッド領域側の面は、センサヘッド領域と平行又は略平行な面である。これにより、第２磁気シールド部ＳＤ２は、磁化された検出対象物から発生する磁界が、第１センサヘッドＳ１及び第２センサヘッドＳ２を避けて、第２磁気シールド部ＳＤ２へ直接侵入してしまうことを抑制することができる。その結果、第２磁気シールド部ＳＤ２は、センサヘッド領域の直下を通過する検出対象物の、第１センサヘッドＳ１及び第２センサヘッドＳ２による検出感度を低下させてしまうことを抑制することができる。図２及び図３に示した例では、第２磁気シールド部ＳＤ２は、第２磁気シールド部ＳＤ２の形状が円形平板形状である。このため、当該例では、第２磁気シールド部ＳＤ２が有する面のうちのセンサヘッド領域側の面、すなわち、第２磁気シールド部ＳＤ２の上面は、センサヘッド領域と平行又は略平行な面である。以下では、説明の便宜上、第２磁気シールド部ＳＤ２の上面を、第２面Ｍ２と称して説明する。ここで、当該例では、第２面Ｍ２は、センサヘッド領域と平行又は略平行であるため、ＸＹ平面とも平行又は略平行である。勾配磁界センサ１２は、センサヘッド領域の直下に配置される第２磁気シールド部ＳＤ２を備えることにより、図４に示すように、センサヘッド領域よりも下の領域から第１センサヘッドＳ１及び第２センサヘッドＳ２に印加される磁界を遮蔽することができる。その結果、勾配磁界センサ１２は、当該磁界をノイズとして検出してしまうことを抑制することができる。図４に示した矢印のうち、下方から第２磁気シールド部ＳＤ２へ向かう矢印と、第２磁気シールド部ＳＤ２から下方へ向かう矢印とのそれぞれは、第２磁気シールド部ＳＤ２を勾配磁界センサ１２が備えていない場合において、センサヘッド領域よりも下の領域から第１センサヘッドＳ１及び第２センサヘッドＳ２に印加されるはずの磁界の磁束を示す。第２磁気シールド部ＳＤ２は、磁性体製であるため、空気よりも磁気抵抗が小さい。このため、当該磁界の磁束は、第１磁気シールド部ＳＤ１と第２磁気シールド部ＳＤ２との間の空間に侵入し辛い。その結果、第２磁気シールド部ＳＤ２は、センサヘッド領域よりも下の領域から当該磁界が第１センサヘッドＳ１及び第２センサヘッドＳ２に印加されてしまうことを抑制することができる。
【0038】
以上のように、勾配磁界センサ１２では、第１磁気シールド部ＳＤ１と第２磁気シールド部ＳＤ２とは、第１センサヘッドＳ１と第２センサヘッドＳ２が、第１磁気シールド部ＳＤ１と第２磁気シールド部ＳＤ２との間の空間に位置するように配置される。その結果、勾配磁界センサ１２は、第１磁気シールド部ＳＤ１と第２磁気シールド部ＳＤ２とのうちの一方を備えない場合と比較して、すなわち、磁気シールド部を１つしか備えない場合と比較して、ノイズとなる磁界を検出してしまうことを抑制することができる。なお、第１磁気シールド部ＳＤ１と第２磁気シールド部ＳＤ２とのそれぞれは、例えば、勾配磁界センサ１２の本体部により支持されてもよく、第１センサヘッドＳ１と第２センサヘッドＳ２との少なくとも一方により支持されてもよい。
【0039】
なお、図１～図４に示した例では、前述のシート部材ＳＴは、センサヘッド領域と、第２磁気シールド部ＳＤ２との間の空間を動くが、これに代えて、センサヘッド領域と、第１磁気シールド部ＳＤ１との間の空間を動く構成であってもよい。この場合、勾配磁界センサ１２は、センサヘッド領域の直上を通過する検出対象物を検出する。
【0040】
ここで、第１磁気シールド部ＳＤ１と第２磁気シールド部ＳＤ２とは、勾配磁界センサ１２による検出対象物の検出感度を向上させることができる。図５は、勾配磁界センサ１２において、第１磁気シールド部ＳＤ１と第２磁気シールド部ＳＤ２とが、勾配磁界センサ１２の検出感度を向上させる理由を説明するための図である。また、図５は、図１に示した勾配磁界センサ１２をＹ軸の負方向に向かって見た場合における勾配磁界センサ１２の側面図である。なお、図５でも、図が煩雑になるのを防ぐため、勾配磁界センサ１２の本体部を省略している。また、図５に示した矢印Ａ１も、勾配磁界センサ１２に対してシート部材ＳＴが動く方向を示す。また、図５に示した検出対象物Ｏは、着磁装置１１により磁化された検出対象物の一例を示す。また、図５では、第２センサヘッドＳ２は、第１センサヘッドＳ１の後ろ側に隠れており、見えていない。
【0041】
図５において点線の矢印によって示される磁気回路ＭＣＣ１及び磁気回路ＭＣＣ２のそれぞれは、センサヘッド領域の直下を通過する検出対象物Ｏから発生する磁束によって形成される磁気回路である。より具体的には、検出対象物Ｏから出た磁束は、第１センサヘッドＳ１の内部へ侵入した後、第１磁気シールド部ＳＤ１を通って第１センサヘッドＳ１へ戻る磁気回路ＭＣＣ１と、第１センサヘッドＳ１の内部へ侵入した後、第２磁気シールド部ＳＤ２、検出対象物Ｏのそれぞれを順に通って第１センサヘッドＳ１へ戻る磁気回路ＭＣＣ２との２つの磁気回路を形成する。その結果、勾配磁界センサ１２は、検出対象物Ｏが発生させる磁界による影響を、より強く受けることになる。その結果、勾配磁界センサ１２は、検出対象物の検出感度を向上させることができる。これは、勾配磁界センサ１２が、第１磁気シールド部ＳＤ１と第２磁気シールド部ＳＤ２との間の空間において、検出対象物Ｏの検出を行う結果として得られる効果である。
【0042】
ここで、図６は、第２磁気シールド部ＳＤ２を取り外した場合の勾配磁界センサ１２による検出対象物Ｏの検出波形の一例を示す図である。当該場合の勾配磁界センサ１２は、従来の勾配磁界センサと見做すことができる。このため、図６は、従来の勾配磁界センサによる検出対象物Ｏの検出波形の一例を示す図である。以下では、説明の便宜上、当該場合の勾配磁界センサ１２を、勾配磁界センサ１２Ｘと称して説明する。図６に示したグラフの縦軸は、勾配磁界センサ１２Ｘから出力された検出信号の大きさを示す。当該検出信号は、第１センサヘッドＳ１から出力された信号と、第２センサヘッドＳ２から出力された信号との差動信号である。このため、当該グラフでは、当該検出信号の大きさは、電圧値によって示されている。そして、当該検出信号の大きさの単位は、ｍＶｐｐである。一方、当該グラフの横軸は、経過時間を示す。
【0043】
勾配磁界センサ１２Ｘによる検出対象物Ｏの検出感度は、勾配磁界センサ１２Ｘが検出対象物Ｏを検出した場合において勾配磁界センサ１２Ｘから出力される検出信号の振幅の最大値と最小値との差によって表される。図６では、当該検出信号の波形を、点線で示した枠Ｗ１によって囲んでいる。すなわち、図６に示した例では、勾配磁界センサ１２Ｘによる検出対象物Ｏの検出感度は、枠Ｗ１によって囲まれた波形の振幅の最大値Ｖ１と、当該波形の振幅の最小値Ｖ２との差によって表される。一方、図６に示した波形のうち、枠Ｗ１によって囲まれていない波形は、ノイズとなる磁界が勾配磁界センサ１２Ｘにより検出された結果として勾配磁界センサ１２Ｘが出力した検出信号の波形である。このため、当該例では、ノイズの大きさは、枠Ｗ１によって囲まれていない波形の振幅の最大値Ｖ３と、当該波形の振幅の最小値Ｖ４との差によって表される。
【0044】
一方、図７は、第２磁気シールド部ＳＤ２が取り付けられている場合の勾配磁界センサ１２による検出対象物Ｏの検出波形の一例を示す図である。図７に示したグラフの縦軸は、当該勾配磁界センサ１２から出力された検出信号の大きさを示す。当該検出信号も、第１センサヘッドＳ１から出力された信号と、第２センサヘッドＳ２から出力された信号との差動信号である。このため、当該グラフでは、当該検出信号の大きさは、電圧値によって示されている。そして、当該検出信号の大きさの単位は、ｍＶｐｐである。一方、当該グラフの横軸は、経過時間を示す。
【0045】
勾配磁界センサ１２による検出対象物Ｏの検出感度は、勾配磁界センサ１２が検出対象物Ｏを検出した場合において勾配磁界センサ１２から出力される検出信号の振幅の最大値と最小値との差によって表される。図７では、当該検出信号の波形を、点線で示した枠Ｗ２によって囲んでいる。すなわち、図７に示した例では、勾配磁界センサ１２による検出対象物Ｏの検出感度は、枠Ｗ２によって囲まれた波形の振幅の最大値Ｖ５と、当該波形の振幅の最小値Ｖ６との差によって表される。そして、最大値Ｖ５と最小値Ｖ６との差は、図６に示した最大値Ｖ１と最小値Ｖ２との差よりも２倍以上大きい。これは、勾配磁界センサ１２による検出対象物Ｏの検出感度が、従来の勾配磁界センサよりも高くなっていることを示している。
【0046】
一方、図７に示した波形のうち、枠Ｗ２によって囲まれていない波形は、ノイズとして勾配磁界センサ１２により検出された磁界が検出された結果として勾配磁界センサ１２が出力した検出信号の波形である。このため、当該例では、ノイズの大きさは、枠Ｗ２によって囲まれていない波形の振幅の最大値Ｖ７と、当該波形の振幅の最小値Ｖ８との差によって表される。そして、最大値Ｖ７と最小値Ｖ８との差は、図６に示した最大値Ｖ３と最小値Ｖ４との差よりも２倍以上小さい。これは、勾配磁界センサ１２が、従来の勾配磁界センサよりもノイズを検出していないことを示している。すなわち、勾配磁界センサ１２は、第１磁気シールド部ＳＤ１と第２磁気シールド部ＳＤ２との２つの磁気シールド部を備えることにより、従来の勾配磁界センサと比較して、ノイズとなる磁界を検出してしまうことを抑制することができる。その結果、勾配磁界センサ１２は、従来の勾配磁界センサと比較して、検出対象物の検出についてのＳＮ比（Signal to Noise ratio）も低減することができる。
【0047】
ここで、勾配磁界センサ１２は、第１磁気シールド部ＳＤ１と第２磁気シールド部ＳＤ２とのそれぞれが、以下において説明する第１条件～第３条件のうちの少なくとも１つを満たす場合、ノイズとなる磁界を検出してしまうことを、より確実に抑制することができる。
【0048】
第１条件は、センサヘッド領域と直交する第１方向において、第１磁気シールド部ＳＤ１と第２磁気シールド部ＳＤ２とが重なる領域の輪郭に内接する仮想的な円のうち、第１方向におけるセンサヘッド領域の位置を中心とする円の直径Ｄが、第１センサヘッドＳ１及び第２センサヘッドＳ２それぞれの長手方向の長さＬの２倍以上であること、である。以下では、一例として、センサヘッド領域の位置が、第１方向に向かってセンサヘッド領域を見た場合のセンサヘッド領域の図心の位置である場合について説明する。なお、センサヘッド領域の位置は、これに代えて、当該場合のセンサヘッド領域の重心の位置であってもよく、当該場合のセンサヘッド領域の中心の位置であってもよく、当該場合のセンサヘッド領域内に含まれる他の位置であってもよい。第１方向は、センサヘッド領域と直交する２つの方向のうちのいずれであってもよい。以下では、説明の便宜上、第１方向が、センサヘッド領域と直交する２つの方向のうち、第１磁気シールド部ＳＤ１から第２磁気シールド部ＳＤ２に向かう方向である場合について説明する。また、以下では、説明の便宜上、当該円を、有効シールド領域円と称して説明する。また、以下では、説明の便宜上、第１方向において有効シールド領域円の内側に含まれる領域を、有効シールド領域と称して説明する。
【0049】
図８は、第１方向に向かって第１磁気シールド部ＳＤ１及び第２磁気シールド部ＳＤ２を見た場合における有効シールド領域の一例を示す図である。図８には、第１磁気シールド部ＳＤ１、第２磁気シールド部ＳＤ２、有効シールド領域それぞれの位置関係を明確に示すため、第１磁気シールド部ＳＤ１及び第２磁気シールド部ＳＤ２とともに、第１センサヘッドＳ１及び第２センサヘッドＳ２が描かれている。また、図８に示した例では、第１磁気シールド部ＳＤ１の形状と、第２磁気シールド部ＳＤ２の形状とは、同じ形状であり、略五角形状である。このため、第１方向において、第１磁気シールド部ＳＤ１と第２磁気シールド部ＳＤ２とは、互いに全体が重なっている。図８に示した点ＰＴ１は、センサヘッド領域の位置を示す。そして、図８において点線で示した円は、点ＰＴ１を中心とし、第１方向において第１磁気シールド部ＳＤ１と第２磁気シールド部ＳＤ２とが重なった領域の輪郭に内接する有効シールド領域円の一例を示す。すなわち、図８に示した領域ＲＡ１は、有効シールド領域円の内側の領域、すなわち、有効シールド領域の一例を示す。また、図８には、第１センサヘッドＳ１及び第２センサヘッドＳ２それぞれの長手方向の長さＬも示されている。前述の第１条件は、図８において点線で示した有効シールド領域円の直径Ｄが、この長さＬの２倍以上であることを要求する。図８に示した第１磁気シールド部ＳＤ１及び第２磁気シールド部ＳＤ２は、第１条件を満たしている。
【0050】
第１磁気シールド部ＳＤ１と第２磁気シールド部ＳＤ２とのそれぞれが、第１条件を満たす場合において、勾配磁界センサ１２がノイズとなる磁界を検出してしまうことを抑制することができることは、有効シールド領域円の直径Ｄの変化に応じたシールド比の変化を見ることによって理解することができる。ここで、シールド比は、センサヘッド領域と平行な方向に向かって強さＨｅｘの磁界を第１磁界として勾配磁界センサ１２に印加した場合の、センサヘッド領域の直下における第２磁界の強さＨに対するＨｅｘの比によって表される。より具体的には、シールド比は、図８に示したように、以下の式（１）によって表される。
【0051】
（シールド比）＝Ｈｅｘ／Ｈ ・・・（１）
【0052】
図９は、シールド比を説明するための図である。図９に示したように、第１磁界の強さＨｅｘは、センサヘッド領域と平行な方向に印加される磁界、すなわち、第１磁気シールド部ＳＤ１と第２磁気シールド部ＳＤ２との間の空間内に最も侵入し易い磁束を有する磁界の強さのことである。そして、第２磁界の強さＨは、第１磁界が勾配磁界センサ１２に印加された場合におけるセンサヘッド領域の直下の磁界の強さのことである。このため、シールド比は、値が大きいほど、当該空間内に最も侵入し易い磁束の当該空間内への侵入を、第１磁気シールド部ＳＤ１と第２磁気シールド部ＳＤ２とが抑制していることを表す。
【0053】
図１０は、有効シールド領域円の直径の変化に応じたシールド比の変化の一例を示す図である。図１０に示したグラフの縦軸は、シールド比を示す。また、当該グラフの横軸は、有効シールド領域円の直径Ｄを示す。当該グラフを見ると、シールド比が１００を超えるためには、直径Ｄが長さＬの２倍以上である必要があることが分かる。なお、勾配磁界センサ１２から第２磁気シールド部ＳＤ２を取り外した場合のシールド比は、事前の実験から、１００以下であることが分かっている。このため、第２磁気シールド部ＳＤ２が取り付けられている勾配磁界センサ１２は、第１磁界が勾配磁界センサ１２に印加された場合、直径Ｄが長さＬの２倍以上であることにより、従来の勾配磁界センサ１２よりもシールド比を高くすることができる。すなわち、勾配磁界センサ１２は、第１磁気シールド部ＳＤ１と第２磁気シールド部ＳＤ２とのそれぞれが第１条件を満たす場合、ノイズとなる磁界を検出してしまうことを、より確実に抑制することができる。
【0054】
一方、第２条件は、第１方向における第１磁気シールド部ＳＤ１と第２磁気シールド部ＳＤ２との間の距離ｇが、直径Ｄの５分の１以下であること、である。
【0055】
図１１は、第１方向における第１磁気シールド部ＳＤ１と第２磁気シールド部ＳＤ２との間の距離ｇの一例を示す図である。なお、図１１でも、図が煩雑になるのを防ぐため、勾配磁界センサ１２の本体部を省略している。また、図１１に示した矢印Ａ１も、勾配磁界センサ１２に対してシート部材ＳＴが動く方向を示す。前述の第２条件は、第１方向における第１磁気シールド部ＳＤ１と第２磁気シールド部ＳＤ２との間の距離ｇが、直径Ｄの５分の１以下であることを要求する。図１１に示した第１磁気シールド部ＳＤ１及び第２磁気シールド部ＳＤ２は、第２条件を満たしている。
【0056】
第１磁気シールド部ＳＤ１と第２磁気シールド部ＳＤ２とのそれぞれが、第２条件を満たす場合において、勾配磁界センサ１２がノイズとなる磁界を検出してしまうことを抑制することができることは、第１方向における第１磁気シールド部ＳＤ１と第２磁気シールド部ＳＤ２との間の距離ｇの変化に応じたシールド比の変化を見ることによって理解することができる。
【0057】
図１２は、第１方向における第１磁気シールド部ＳＤ１と第２磁気シールド部ＳＤ２との間の距離ｇの変化に応じたシールド比の変化の一例を示す図である。図１２に示したグラフの縦軸は、シールド比を示す。また、当該グラフの横軸は、第１方向における第１磁気シールド部ＳＤ１と第２磁気シールド部ＳＤ２との間の距離ｇを示す。当該グラフを見ると、シールド比が１００を超えるためには、距離ｇが、有効シールド領域円の直径Ｄの５分の１以下である必要があることが分かる。なお、勾配磁界センサ１２から第２磁気シールド部ＳＤ２を取り外した場合のシールド比は、前述した通り、１００以下であることが分かっている。このため、第２磁気シールド部ＳＤ２が取り付けられている勾配磁界センサ１２は、第１磁界が勾配磁界センサ１２に印加された場合、第１方向における第１磁気シールド部ＳＤ１と第２磁気シールド部ＳＤ２との間の距離ｇが、有効シールド領域円の直径Ｄの５分の１以下であることにより、従来の勾配磁界センサ１２よりもシールド比を高くすることができる。すなわち、勾配磁界センサ１２は、第１磁気シールド部ＳＤ１と第２磁気シールド部ＳＤ２とのそれぞれが第２条件を満たす場合、ノイズとなる磁界を検出してしまうことを、より確実に抑制することができる。
【0058】
そして、第３条件は、第１方向における第１磁気シールド部ＳＤ１及び第２磁気シールド部ＳＤ２それぞれの厚さｔと、第１磁気シールド部ＳＤ１及び第２磁気シールド部ＳＤ２それぞれの比透磁率との積が、第１方向における第１磁気シールド部ＳＤ１と第２磁気シールド部ＳＤ２との間の距離ｇの５００倍以上であること、である。なお、以下では、説明の便宜上、当該積を、有効厚さと称して説明する。
【0059】
図１１には、第１方向における第１磁気シールド部ＳＤ１及び第２磁気シールド部ＳＤ２それぞれの厚さｔの一例も示されている。前述の第３条件は、有効厚さが、第１方向における第１磁気シールド部ＳＤ１と第２磁気シールド部ＳＤ２との間の距離ｇの５００倍以上であることを要求する。なお、図１１に示した第１磁気シールド部ＳＤ１及び第２磁気シールド部ＳＤ２は、第３条件を満たしている。
【0060】
第１磁気シールド部ＳＤ１と第２磁気シールド部ＳＤ２とのそれぞれが、第３条件を満たす場合において、勾配磁界センサ１２がノイズとなる磁界を検出してしまうことを抑制することができることは、有効厚さの変化に応じたシールド比の変化を見ることによって理解することができる。
【0061】
図１３は、有効厚さの変化に応じたシールド比の変化の一例を示す図である。図１３に示したグラフの縦軸は、シールド比を示す。また、当該グラフの横軸は、有効厚さを示す。当該グラフを見ると、シールド比が１００を超えるためには、有効厚さが距離ｇの５００倍以上である必要があることが分かる。なお、勾配磁界センサ１２から第２磁気シールド部ＳＤ２を取り外した場合のシールド比は、前述した通り、１００以下であることが分かっている。このため、第２磁気シールド部ＳＤ２が取り付けられた勾配磁界センサ１２は、第１磁界が勾配磁界センサ１２に印加された場合、有効厚さが距離ｇの５００倍以上であることにより、従来の勾配磁界センサ１２よりもシールド比を高くすることができる。すなわち、勾配磁界センサ１２は、第１磁気シールド部ＳＤ１と第２磁気シールド部ＳＤ２とのそれぞれが第３条件を満たす場合、ノイズとなる磁界を検出してしまうことを、より確実に抑制することができる。
【0062】
なお、勾配磁界センサ１２は、第１磁気シールド部ＳＤ１及び第２磁気シールド部ＳＤ２が前述の第１条件～第３条件のすべてを満たしていなかったとしても、第１磁気シールド部ＳＤ１及び第２磁気シールド部ＳＤ２を備えることにより、従来の勾配磁界センサと比べて、ノイズとなる磁界を検出してしまうことを抑制することができる。何故なら、勾配磁界センサ１２が実際に使用される環境下では、勾配磁界センサ１２には、ノイズとなる磁界が、センサヘッド領域と平行ではない方向から印加されることが多いためである。従って、勾配磁界センサ１２は、第１条件～第３条件のすべてを満たしていなかったとしても、ノイズとなる磁界を検出してしまうことを抑制することができる。そして、勾配磁界センサ１２は、第１磁気シールド部ＳＤ１及び第２磁気シールド部ＳＤ２が第１条件～第３条件の少なくとも１つを満たしている場合、ノイズとなる磁界を検出してしまうことを、より確実に抑制することができる。
【0063】
ここで、第１磁気シールド部ＳＤ１と第２磁気シールド部ＳＤ２とは、前述した通り、互いに同じ形状を有する構成であってもよい。この場合、勾配磁界センサ１２は、第１磁気シールド部ＳＤ１と第２磁気シールド部ＳＤ２との製造に要する金銭的なコストと手間を、第１磁気シールド部ＳＤ１と第２磁気シールド部ＳＤ２とが互いに異なる形状を有する場合と比較して、軽減することができる。そして、第１磁気シールド部ＳＤ１と第２磁気シールド部ＳＤ２とが互いに同じ形状を有する場合、第１磁気シールド部ＳＤ１と第２磁気シールド部ＳＤ２とのそれぞれの形状として多用される形状は、図１４に示した円形平板形状、矩形平板形状、楕円形平板形状の３つの形状である。
【0064】
図１４は、円形平板形状の第１磁気シールド部ＳＤ１及び第２磁気シールド部ＳＤ２を例示した図である。なお、図１４でも、図が煩雑になるのを防ぐため、勾配磁界センサ１２の本体部を省略している。図１４に示した点ＰＴ２は、図１４におけるセンサヘッド領域の位置を示す。そして、図１４に示した例では、円形平板形状の第１磁気シールド部ＳＤ１の中心と、円形平板形状の第２磁気シールド部ＳＤ２の中心とが、点ＰＴ２と重なっている。このため、当該例では、第１方向に向かって第１磁気シールド部ＳＤ１及び第２磁気シールド部ＳＤ２を見た場合、第２磁気シールド部ＳＤ２が第１磁気シールド部ＳＤ１の後ろ側に隠れているため、見えていない。この場合、有効シールド領域円の輪郭は、第１磁気シールド部ＳＤ１の輪郭と重なっている。ここで、第１磁気シールド部ＳＤ１の反磁界係数は、第１磁気シールド部ＳＤ１の形状が円形平板形状である場合、第１磁気シールド部ＳＤ１の中心を上下方向に貫く仮想的な中心軸周りにおいて等方的である。同様に、第２磁気シールド部ＳＤ２の反磁界係数は、第２磁気シールド部ＳＤ２の形状が円形平板形状である場合、第２磁気シールド部ＳＤ２の中心を上下方向に貫く仮想的な中心軸周りにおいて等方的である。このため、勾配磁界センサ１２は、図１４に示したような円形平板形状の第１磁気シールド部ＳＤ１及び第２磁気シールド部ＳＤ２を備える場合、前述のシールド比を、これら２つの中心軸周りにおいて等方的にすることができる。なお、ある物体の反磁界係数は、当該物体の内部を流れる磁束の方向と逆の方向に作用する磁界の係数である、磁束の流れ難さを示す係数である。このため、ある物体のある位置Ｘ１における反磁界係数が、当該物体の他の位置Ｘ２における反磁界係数より大きいことは、位置Ｘ２より位置Ｘ１の方が、磁束が流れ難いことを意味する。一方、位置Ｘ１における反磁界係数が、位置Ｘ２における反磁界係数より小さいことは、位置Ｘ２より位置Ｘ１の方が、磁束が流れ易いことを意味する。これは、例えば、ノイズとなる磁界の発生源が特定できていない場合に有用である。
【0065】
一方、図１５は、矩形平板形状の第１磁気シールド部ＳＤ１及び第２磁気シールド部ＳＤ２を例示した図である。より具体的には、図１５は、正方形平板形状の第１磁気シールド部ＳＤ１及び第２磁気シールド部ＳＤ２を例示した図である。なお、図１５でも、図が煩雑になるのを防ぐため、勾配磁界センサ１２の本体部を省略している。図１５に示した点ＰＴ３は、図１５におけるセンサヘッド領域の位置を示す。そして、図１５に示した例では、正方形平板形状の第１磁気シールド部ＳＤ１の中心と、正方形平板形状の第２磁気シールド部ＳＤ２の中心とが、点ＰＴ３と重なっている。また、当該例では、正方形平板形状の第１磁気シールド部ＳＤ１の４つの角と、正方形平板形状の第２磁気シールド部ＳＤ２の４つの角とが一致している。このため、当該例では、第１方向に向かって第１磁気シールド部ＳＤ１及び第２磁気シールド部ＳＤ２を見た場合、第２磁気シールド部ＳＤ２が第１磁気シールド部ＳＤ１の後ろ側に隠れているため、見えていない。この場合、有効シールド領域は、図１５の点線によって示された有効シールド領域円の内側の領域である。ここで、第１磁気シールド部ＳＤ１及び第２磁気シールド部ＳＤ２は、第１磁気シールド部ＳＤ１及び第２磁気シールド部ＳＤ２の形状が矩形平板形状である場合、第１磁気シールド部ＳＤ１及び第２磁気シールド部ＳＤ２の形状が円形平板形状である場合と比べて、第１磁気シールド部ＳＤ１と第２磁気シールド部ＳＤ２との間の空間を広くすることができる。これはすなわち、ノイズとなる磁界が侵入し難い空間を広くすることができることを意味する。その結果、勾配磁界センサ１２は、図１５に示したような矩形平板形状の第１磁気シールド部ＳＤ１及び第２磁気シールド部ＳＤ２を備える場合、ノイズとなる磁界を検出してしまうことを、より確実に抑制することができる。これも、例えば、ノイズとなる磁界の発生源が特定できていない場合に有用である。
【0066】
また、図１６は、楕円形平板形状の第１磁気シールド部ＳＤ１及び第２磁気シールド部ＳＤ２を例示した図である。なお、図１６でも、図が煩雑になるのを防ぐため、勾配磁界センサ１２の本体部を省略している。図１６に示した点ＰＴ４は、図１６におけるセンサヘッド領域の位置を示す。そして、図１６に示した例では、楕円形平板形状の第１磁気シールド部ＳＤ１の中心と、楕円形平板形状の第２磁気シールド部ＳＤ２の中心とが、点ＰＴ４と重なっている。また、当該例では、楕円形平板形状の第１磁気シールド部ＳＤ１の長軸と、楕円形平板形状の第２磁気シールド部ＳＤ２の長軸とが一致している。このため、当該例では、第１方向に向かって第１磁気シールド部ＳＤ１及び第２磁気シールド部ＳＤ２を見た場合、第２磁気シールド部ＳＤ２が第１磁気シールド部ＳＤ１の後ろ側に隠れているため、見えていない。この場合、有効シールド領域は、図１６の点線によって示された有効シールド領域円の内側の領域である。ここで、第１磁気シールド部ＳＤ１の反磁界係数は、第１磁気シールド部ＳＤ１の形状が楕円平板形状である場合、第１磁気シールド部ＳＤ１における長軸と短軸との交点を上下方向に貫く仮想的な中心軸周りにおいて非等方的である。具体的には、第１磁気シールド部ＳＤ１の長軸に沿った方向における第１磁気シールド部ＳＤ１の反磁界係数は、第１磁気シールド部ＳＤ１の短軸に沿った方向における第１磁気シールド部ＳＤ１の反磁界係数よりも小さい。このため、勾配磁界センサ１２は、図１６に示したような楕円形平板形状の第１磁気シールド部ＳＤ１及び第２磁気シールド部ＳＤ２を備える場合、第１磁気シールド部ＳＤ１及び第２磁気シールド部ＳＤ２の長軸に沿った方向におけるシールド比を、高くすることができる。これは、例えば、ノイズとなる磁界の発生源が特定できている場合に有用である。
【0067】
なお、第１磁気シールド部ＳＤ１と第２磁気シールド部ＳＤ２とは、互いに異なる形状であってもよい。ただし、勾配磁界センサ１２は、第１磁気シールド部ＳＤ１と第２磁気シールド部ＳＤ２とのそれぞれの形状が、有効シールド領域円の直径が大きくなる形状であるほど、ノイズとなる磁界を検出してしまうことを、より確実に抑制することができる。例えば、勾配磁界センサ１２は、図１７及び図１８に示したような、円形平板形状の第１磁気シールド部ＳＤ１と、第１磁気シールド部ＳＤ１の直径よりも大きな直径を有する円形平板形状の第２磁気シールド部ＳＤ２とを備える構成であってもよい。図１７は、互いに異なる形状を有する第１磁気シールド部ＳＤ１と第２磁気シールド部ＳＤ２とのそれぞれの一例を示す上面図である。また、図１８は、図１７に示した第１磁気シールド部ＳＤ１と第２磁気シールド部ＳＤ２とのそれぞれを示す斜視図である。なお、図１７及び図１８でも、図が煩雑になるのを防ぐため、勾配磁界センサ１２の本体部を省略している。勾配磁界センサ１２は、図１７及び図１８に示した第１磁気シールド部ＳＤ１と第２磁気シールド部ＳＤ２とのそれぞれを勾配磁界センサ１２が備えることにより、有効シールド領域を小さくすることなく、第１磁気シールド部ＳＤ１の形状と第２磁気シールド部ＳＤ２の形状とを異ならせることができる。その結果、勾配磁界センサ１２は、例えば、設置の自由度を向上させることができる。すなわち、勾配磁界センサ１２は、狭い空間等へ設置し易くすることができる。
【0068】
また、第１磁気シールド部ＳＤ１と第２磁気シールド部ＳＤ２との少なくとも一方は、多層化されていてもよい。
【0069】
図１９は、３層に多層化された第１磁気シールド部ＳＤ１と、３層に多層化された第２磁気シールド部ＳＤ２との一例を示す図である。なお、図１９でも、図が煩雑になるのを防ぐため、勾配磁界センサ１２の本体部を省略している。また、第１磁気シールド部ＳＤ１は、４層以上の多層化されていてもよく、２層に多層化されていてもよい。また、第２磁気シールド部ＳＤ２は、４層以上に多層化されていてもよく、２層に多層化されていてもよい。図１９に示した例では、第１磁気シールド部ＳＤ１は、平板形状の磁気シールド部ＳＤ１１と、平板形状の磁気シールド部ＳＤ１２と、平板形状の磁気シールド部ＳＤ１３との３つの磁気シールド部が積層された部材である。換言すると、当該例では、第１磁気シールド部ＳＤ１は、これら３つの磁気シールド部を含む。そして、これら３つの磁気シールド部のそれぞれは、磁性体製である。また、当該例では、第２磁気シールド部ＳＤ２は、平板形状の磁気シールド部ＳＤ２１と、平板形状の磁気シールド部ＳＤ２２と、平板形状の磁気シールド部ＳＤ２３との３つの磁気シールド部が積層された部材である。換言すると、当該例では、第２磁気シールド部ＳＤ２は、これら３つの磁気シールド部を含む。そして、これら３つの磁気シールド部のそれぞれは、磁性体製である。
【0070】
ここで、図１９に示した例では、第１磁気シールド部ＳＤ１として積層された３つの磁気シールド部は、互いに離間している。換言すると、当該３つの磁気シールド部同士の間には、空隙が存在する。この場合、第１磁気シールド部ＳＤ１の表面積は、このような空隙が存在しない場合と比較して、大きくなる。一方、ノイズとなる磁界のＡＣ（Alternating Current）成分は、表皮効果により、主として磁性体の表面を流れる。このため、多層化された第１磁気シールド部ＳＤ１は、ノイズとなる磁界にＡＣ成分が含まれる場合、第１磁気シールド部ＳＤ１として積層される複数の磁気シールド部のそれぞれを互いに離間させることにより、第１磁気シールド部ＳＤ１と第２磁気シールド部ＳＤ２との間の空間に、ノイズとなる磁界のＡＣ成分が侵入してしまうことを抑制することができる。なお、当該例では、第２磁気シールド部ＳＤ２として積層された３つの磁気シールド部も、互いに離間している。そして、多層化された第２磁気シールド部ＳＤ２も、ノイズとなる磁界にＡＣ成分が含まれる場合、第２磁気シールド部ＳＤ２として積層される複数の磁気シールド部のそれぞれを互いに離間させることにより、第１磁気シールド部ＳＤ１と第２磁気シールド部ＳＤ２との間の空間に、ノイズとなる磁界のＡＣ成分が侵入してしまうことを抑制することができる。そして、第１磁気シールド部ＳＤ１及び第２磁気シールド部ＳＤ２の両方が多層化されている場合、第１磁気シールド部ＳＤ１及び第２磁気シールド部ＳＤ２は、第１磁気シールド部ＳＤ１と第２磁気シールド部ＳＤ２との間の空間に、ノイズとなる磁界のＡＣ成分が侵入してしまうことを、より確実に抑制することができる。また、第１磁気シールド部ＳＤ１及び第２磁気シールド部ＳＤ２は、図１９に示した当該３つの磁気シールドのそれぞれの、当該３つの磁気シールドが積層された方向における厚みを、抑制したノイズの周波数成分に対しての表皮深さの２倍以上の厚みとすることにより、ノイズとなる磁界のＡＣ成分が侵入してしまうことを抑制することができるという効果を、更に向上させることができる。
【0071】
一方、図２０は、３層に多層化された第１磁気シールド部ＳＤ１と、３層に多層化された第２磁気シールド部ＳＤ２との他の例を示す図である。なお、図２０でも、図が煩雑になるのを防ぐため、勾配磁界センサ１２の本体部を省略している。また、図２０に示した例でも、第１磁気シールド部ＳＤ１は、平板形状の磁気シールド部ＳＤ１１と、平板形状の磁気シールド部ＳＤ１２と、平板形状の磁気シールド部ＳＤ１３との３つの磁気シールド部が積層された部材である。また、当該例でも、第２磁気シールド部ＳＤ２は、平板形状の磁気シールド部ＳＤ２１と、平板形状の磁気シールド部ＳＤ２２と、平板形状の磁気シールド部ＳＤ２３との３つの磁気シールド部が積層された部材である。
【0072】
ここで、図２０に示した例では、第１磁気シールド部ＳＤ１として積層された３つの磁気シールド部は、互いに離間しておらず、互いに接触している。換言すると、当該３つの磁気シールド部同士の間には、空隙が存在しない。この場合、当該３つの磁気シールド部は、１つの塊として第１磁気シールド部ＳＤ１を構成する。この１つの塊としての第１磁気シールド部ＳＤ１の体積は、３つの磁気シールド部それぞれの体積よりも大きい。また、この１つの塊としての第１磁気シールド部ＳＤ１の表面積は、３つの磁気シールド部に含まれる個々の磁気シールド部の表面積よりも大きい。一方、ノイズとなる磁界のＤＣ（Direct Current）成分は、ノイズとなる磁界のＡＣ成分のように磁性体の表面を流れるだけではなく、磁性体の内部も流れる。このため、多層化された第１磁気シールド部ＳＤ１は、ノイズとなる磁界にＤＣ成分が含まれる場合、第１磁気シールド部ＳＤ１として積層される複数の磁気シールド部のそれぞれを互いに接触させることにより、第１磁気シールド部ＳＤ１と第２磁気シールド部ＳＤ２との間の空間に、ノイズとなる磁界のＤＣ成分が侵入してしまうことを抑制することができる。なお、当該例では、第２磁気シールド部ＳＤ２として積層された３つの磁気シールド部も、互いに接触している。そして、多層化された第２磁気シールド部ＳＤ２も、ノイズとなる磁界にＤＣ成分が含まれる場合、第２磁気シールド部ＳＤ２として積層される複数の磁気シールド部のそれぞれを互いに接触させることにより、第１磁気シールド部ＳＤ１と第２磁気シールド部ＳＤ２との間の空間に、ノイズとなる磁界のＤＣ成分が侵入してしまうことを抑制することができる。そして、第１磁気シールド部ＳＤ１及び第２磁気シールド部ＳＤ２の両方が多層化されている場合、第１磁気シールド部ＳＤ１及び第２磁気シールド部ＳＤ２は、第１磁気シールド部ＳＤ１と第２磁気シールド部ＳＤ２との間の空間に、ノイズとなる磁界のＤＣ成分が侵入してしまうことを、より確実に抑制することができる。
【0073】
なお、多層化された第１磁気シールド部ＳＤ１として積層された複数の磁気シールド部のそれぞれは、互いに異なる形状であってもよい。また、多層化された第２磁気シールド部ＳＤ２として積層された複数の磁気シールド部のそれぞれも、互いに異なる形状であってもよい。図２１は、互いに異なる形状の磁気シールド部が積層された第１磁気シールド部ＳＤ１と、互いに異なる形状の磁気シールド部が積層された第２磁気シールド部ＳＤ２とのそれぞれを例示する図である。図２１に示した例では、磁気シールド部ＳＤ１１～磁気シールド部ＳＤ１３のそれぞれの形状は、互いに直径が異なる円形平板形状である。また、当該例では、磁気シールド部ＳＤ２１～磁気シールド部ＳＤ２３のそれぞれの形状は、互いに直径が異なる円形平板形状である。
【0074】
以上のような構成の第１磁気シールド部ＳＤ１及び第２磁気シールド部ＳＤ２を備えることにより、勾配磁界センサ１２は、ノイズとなる磁界を検出してしまうことを抑制することができる。図２２は、勾配磁界センサ１２が検出するノイズの周波数特性と、従来の勾配磁界センサとして見做すことができる勾配磁界センサ１２Ｘが検出するノイズの周波数特性とを比較する図である。図２２に示したグラフの縦軸は、ノイズとなる磁界を検出した場合において勾配磁界センサ１２、勾配磁界センサ１２Ｘのそれぞれから出力される検出信号の大きさを示す。また、当該グラフの横軸は、当該検出信号の周波数を示す。そして、当該グラフにプロットされた曲線Ｆ１は、勾配磁界センサ１２が検出するノイズの周波数特性を示す。また、当該グラフにプロットされた曲線Ｆ２は、勾配磁界センサ１２Ｘが検出するノイズの周波数特性を示す。図２２を見れば分かる通り、勾配磁界センサ１２によりノイズとして検出される磁界の強さは、勾配磁界センサ１２Ｘによりノイズとして検出される磁界の強さと比較して小さくなっている。すなわち、勾配磁界センサ１２は、ノイズとなる磁界を検出してしまうことを抑制することができる。
【0075】
図１に戻る。情報処理装置２０は、勾配磁界センサ１２と通信可能に接続される。そして、前述した通り、情報処理装置２０は、勾配磁界センサ１２から出力された検出信号に基づいて、検出領域を搬送されたシート部材ＳＴに検出対象物が付着していたか否かを判定する。
【0076】
情報処理装置２０は、例えば、検出領域を搬送されたシート部材ＳＴに検出対象物が付着していたと判定した場合、前述のサーボモータを制御して第２ローラＲＬ２によるシート部材ＳＴの巻き取りを停止させるとともに、シート部材ＳＴに検出対象物が付着していたことを報知する報知処理を行う。報知処理は、例えば、情報処理装置２０のディスプレイに、シート部材ＳＴに検出対象物が付着していたことを示す情報を表示させる処理である。これにより、磁性物検出装置１のユーザは、シート部材ＳＴから検出対象物を除去すること、シート部材ＳＴを不良品として特定すること等を行うことができる。なお、報知処理は、このような表示処理に代えて、当該情報を示す音声、振動、光等を出力する処理であってもよい。
【0077】
情報処理装置２０は、例えば、ノートＰＣ（Personal Computer）、タブレットＰＣ、デスクトップＰＣ、ワークステーション、多機能携帯電話端末（スマートフォン）、携帯電話端末、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等である。なお、情報処理装置２０は、マイコン等の他の情報処理装置であってもよい。
【0078】
なお、磁性物検出装置１において、着磁装置１１と、勾配磁界センサ１２と、情報処理装置２０とのうちの一部又は全部は、一体に構成されてもよい。
【0079】
また、検出対象物の付着の検査を磁性物検出装置１が行う対象は、シート部材ＳＴに代えて、検出対象物の有無の検査を行うことが可能な他の物体であってもよい。例えば、勾配磁界センサ１２を備えた磁性物探知機は、地中における磁性物の有無を検出する。この場合、当該磁性物探知機は、磁性物検出装置１の一例である。また、地中における磁性物は、当該場合における検出対象物の一例である。
【0080】
【0081】
勾配磁界センサ１２は、交流電源接続端子ＣＴ１と、第１センサヘッドＳ１と、第２センサヘッドＳ２と、第０移相回路ＰＳ０と、交流電流制御部ＣＣ１と、検出回路ＤＴと、検出信号出力端子ＣＴ２を備える。また、第１センサヘッドＳ１は、第１磁気コアＣＲ１と、第１検出コイルＣＬ１を備える。また、第２センサヘッドＳ２は、第２磁気コアＣＲ２と、第２検出コイルＣＬ２を備える。また、第０移相回路ＰＳ０は、入力端子ＰＳ０１と、出力端子ＰＳ０２との２つの端子を有する。また、交流電流制御部ＣＣ１は、第１入力端子ＣＣ１１と、第２入力端子ＣＣ１２と、第１出力端子ＣＣ１３と、第２出力端子ＣＣ１４を有する。また、交流電流制御部ＣＣ１は、第１移相回路ＰＳ１と、第１可変抵抗ＶＲ１１と、第１コンデンサＣ１、第２移相回路ＰＳ２と、第２可変抵抗ＶＲ１２と、第２コンデンサＣ２を備える。また、検出回路ＤＴは、第１入力端子ＤＴ１と、第２入力端子ＤＴ２と、出力端子ＤＴ３を有する。また、検出回路ＤＴは、位相検波回路ＰＤと、ローパスフィルタＬＦと、誤差アンプＥＡと、抵抗Ｒ１と、第３コンデンサＣ３を備える。また、位相検波回路ＰＤは、第１入力端子ＰＤ１と、第２入力端子ＰＤ２と、出力端子ＰＤ３を有する。
【0082】
また、勾配磁界センサ１２は、伝送路を介して、交流電源Ｐ１と接続される。より具体的には、勾配磁界センサ１２の交流電源接続端子ＣＴ１は、伝送路を介して、交流電源Ｐ１が有する２つの電源端子のうちの一方である第１電源端子Ｐ１１と接続される。そして、交流電源Ｐ１が有する２つの電源端子のうちの他方である第２電源端子Ｐ１２は、伝送路を介して、グラウンドに接地される。ここで、交流電源Ｐ１は、如何なる交流電源であってもよい。なお、交流電源接続端子ＣＴ１と第１電源端子Ｐ１１との間には、勾配磁界センサ１２が有する機能を損なわない範囲内において、他の回路素子、他の装置等が接続される構成であってもよい。また、第２電源端子Ｐ１２とグラウンドとの間には、勾配磁界センサ１２が有する機能を損なわない範囲内において、他の回路素子、他の装置等が接続される構成であってもよい。
【0083】
また、勾配磁界センサ１２は、伝送路を介して、情報処理装置２０と接続される。より具体的には、勾配磁界センサ１２の検出信号出力端子ＣＴ２は、伝送路を介して、情報処理装置２０と接続される。なお、検出信号出力端子ＣＴ２と情報処理装置２０との間には、勾配磁界センサ１２が有する機能を損なわない範囲内において、他の回路素子、他の装置等が接続される構成であってもよい。
【0084】
また、交流電源接続端子ＣＴ１は、伝送路を介して、第０移相回路ＰＳ０が有する入力端子ＰＳ０１と、検出回路ＤＴが有する第１入力端子ＤＴ１とのそれぞれと接続される。そして、第０移相回路ＰＳ０が有する出力端子ＰＳ０２は、伝送路を介して、交流電流制御部ＣＣ１が有する第１入力端子ＣＣ１１と、交流電流制御部ＣＣ１が有する第２入力端子ＣＣ１２とのそれぞれと接続される。なお、交流電源接続端子ＣＴ１と入力端子ＰＳ０１との間には、勾配磁界センサ１２が有する機能を損なわない範囲内において、他の回路素子、他の装置等が接続される構成であってもよい。また、交流電源接続端子ＣＴ１と第１入力端子ＤＴ１との間には、勾配磁界センサ１２が有する機能を損なわない範囲内において、他の回路素子、他の装置等が接続される構成であってもよい。また、出力端子ＰＳ０２と第１入力端子ＣＣ１１との間には、勾配磁界センサ１２が有する機能を損なわない範囲内において、他の回路素子、他の装置等が接続される構成であってもよい。また、出力端子ＰＳ０２と第２入力端子ＣＣ１２との間には、勾配磁界センサ１２が有する機能を損なわない範囲内において、他の回路素子、他の装置等が接続される構成であってもよい。
【0085】
また、交流電流制御部ＣＣ１において、第１入力端子ＣＣ１１と第１出力端子ＣＣ１３との間には、伝送路を介して、第１移相回路ＰＳ１と、第１可変抵抗ＶＲ１１と、第１コンデンサＣ１とが直列に接続される。また、交流電流制御部ＣＣ１において、第２入力端子ＣＣ１２と第２出力端子ＣＣ１４との間には、伝送路を介して、第２移相回路ＰＳ２と、第２可変抵抗ＶＲ１２と、第２コンデンサＣ２とが直列に接続される。なお、第１入力端子ＣＣ１１と第１出力端子ＣＣ１３との間には、勾配磁界センサ１２が有する機能を損なわない範囲内において、第１移相回路ＰＳ１と、第１可変抵抗ＶＲ１１と、第１コンデンサＣ１とともに、他の回路素子、他の装置等が接続される構成であってもよい。また、第１入力端子ＣＣ１１と第１出力端子ＣＣ１３との間において、第１移相回路ＰＳ１と、第１可変抵抗ＶＲ１１と、第１コンデンサＣ１とは、如何なる順で直列に接続される構成であってもよい。また、第２入力端子ＣＣ１２と第２出力端子ＣＣ１４との間には、勾配磁界センサ１２が有する機能を損なわない範囲内において、第２移相回路ＰＳ２と、第２可変抵抗ＶＲ１２と、第２コンデンサＣ２とともに、他の回路素子、他の装置等が接続される構成であってもよい。また、第２入力端子ＣＣ１２と第２出力端子ＣＣ１４との間において、第２移相回路ＰＳ２と、第２可変抵抗ＶＲ１２と、第２コンデンサＣ２とは、如何なる順で直列に接続される構成であってもよい。
【0086】
また、交流電流制御部ＣＣ１が有する第１出力端子ＣＣ１３とグラウンドとの間には、伝送路を介して、第１センサヘッドＳ１の第１磁気コアＣＲ１が接続される。また、交流電流制御部ＣＣ１の第２出力端子ＣＣ１４とグラウンドとの間には、伝送路を介して、第２センサヘッドＳ２の第２磁気コアＣＲ２が接続される。以下では、説明の便宜上、第１出力端子ＣＣ１３から第１磁気コアＣＲ１に流れる交流電流を、図２３の矢印によって示されるように、第１交流励磁電流ＡＣ１と称して説明する。また、以下では、説明の便宜上、第２出力端子ＣＣ１４から第２磁気コアＣＲ２に流れる交流電流を、図２３の矢印によって示されるように、第２交流励磁電流ＡＣ２と称して説明する。なお、交流電流制御部ＣＣ１が有する第１出力端子ＣＣ１３とグラウンドとの間には、勾配磁界センサ１２が有する機能を損なわない範囲内において、第１磁気コアＣＲ１とともに、他の回路素子、他の装置等が接続される構成であってもよい。また、交流電流制御部ＣＣ１が有する第２出力端子ＣＣ１４とグラウンドとの間には、勾配磁界センサ１２が有する機能を損なわない範囲内において、第２磁気コアＣＲ２とともに、他の回路素子、他の装置等が接続される構成であってもよい。
【0087】
また、検出回路ＤＴにおいて、第１入力端子ＤＴ１は、伝送路を介して、位相検波回路ＰＤが有する第１入力端子ＰＤ１と接続される。また、位相検波回路ＰＤが有する出力端子ＰＤ３は、伝送路を介して、ローパスフィルタＬＦが有する図示しない入力端子と接続される。また、ローパスフィルタＬＦが有する図示しない出力端子は、伝送路を介して、誤差アンプＥＡが有する反転入力端子と接続される。また、誤差アンプＥＡが有する非反転入力端子は、伝送路を介して、グラウンドに接地される。また、誤差アンプＥＡが有する出力端子は、伝送路を介して、検出回路ＤＴが有する出力端子ＤＴ３と、抵抗Ｒ１が有する２つの端子のうちの一方とのそれぞれと接続される。また、抵抗Ｒ１が有する２つの端子のうちの他方は、伝送路を介して、位相検波回路ＰＤが有する第２入力端子ＤＴ２と、第３コンデンサＣ３が有する２つの端子のうちの一方と接続される。また、第３コンデンサＣ３が有する２つの端子のうちの他方は、伝送路を介して、位相検波回路ＰＤが有する第２入力端子ＰＤ２と接続される。このように、検出回路ＤＴは、ＰＳＤ（Phase Sensitive Detector）回路である。なお、第１入力端子ＤＴ１と第１入力端子ＰＤ１との間には、検出回路ＤＴが有する機能を損なわない範囲内において、他の回路素子、他の装置等が接続される構成であってもよい。また、出力端子ＰＤ３とローパスフィルタＬＦが有する入力端子との間には、検出回路ＤＴが有する機能を損なわない範囲内において、他の回路素子、他の装置等が接続される構成であってもよい。また、ローパスフィルタＬＦが有する出力端子と誤差アンプＥＡが有する反転入力端子との間には、検出回路ＤＴが有する機能を損なわない範囲内において、他の回路素子、他の装置等が接続される構成であってもよい。また、誤差アンプＥＡが有する非反転入力端子とグラウンドの間には、検出回路ＤＴが有する機能を損なわない範囲内において、他の回路素子、他の装置等が接続される構成であってもよい。また、誤差アンプＥＡが有する出力端子と出力端子ＤＴ３との間には、検出回路ＤＴが有する機能を損なわない範囲内において、他の回路素子、他の装置等が接続される構成であってもよい。また、誤差アンプＥＡが有する出力端子と抵抗Ｒ１との間には、検出回路ＤＴが有する機能を損なわない範囲内において、他の回路素子、他の装置等が接続される構成であってもよい。また、抵抗Ｒ１と第３コンデンサＣ３との間には、検出回路ＤＴが有する機能を損なわない範囲内において、他の回路素子、他の装置等が接続される構成であってもよい。また、第３コンデンサＣ３と第２入力端子ＰＤ２との間には、検出回路ＤＴが有する機能を損なわない範囲内において、他の回路素子、他の装置等が接続される構成であってもよい。また、抵抗Ｒ１と第３コンデンサＣ３とを接続する伝送路と第２入力端子ＤＴ２との間には、検出回路ＤＴが有する機能を損なわない範囲内において、他の回路素子、他の装置等が接続される構成であってもよい。
【0088】
また、検出回路ＤＴが有する第２入力端子ＤＴ２は、伝送路を介して、第１検出コイルＣＬ１が有する２つの端子のうちの一方と接続される。また、第１検出コイルＣＬ１が有する２つの端子のうちの他方は、伝送路を介して、第２検出コイルＣＬ２が有する２つの端子のうちの一方と接続される。そして、第２検出コイルＣＬ２が有する２つの端子のうちの他方は、伝送路を介して、グラウンドに接地される。ただし、第２検出コイルＣＬ２は、第１検出コイルＣＬ１と差動接続される。なお、第２入力端子ＤＴ２と第１検出コイルＣＬ１との間には、勾配磁界センサ１２が有する機能を損なわない範囲内において、他の回路素子、他の装置等が接続される構成であってもよい。また、第１検出コイルＣＬ１と第２検出コイルＣＬ２との間には、勾配磁界センサ１２が有する機能を損なわない範囲内において、他の回路素子、他の装置等が接続される構成であってもよい。また、第２検出コイルＣＬ２とグラウンドとの間には、勾配磁界センサ１２が有する機能を損なわない範囲内において、他の回路素子、他の装置等が接続される構成であってもよい。
【0089】
＜実施形態に係る勾配磁界センサの動作＞
次に、勾配磁界センサ１２の動作について説明する。
次に、勾配磁界センサ１２の動作について説明する。
【0090】
上記のような回路構成の勾配磁界センサ１２において、交流電源Ｐ１は、交流電源接続端子ＣＴ１に交流電流を入力する。交流電源接続端子ＣＴ１に入力された交流電流は、２つに分岐される。２つに分岐された交流電流の一方は、交流励磁電流として第０移相回路ＰＳ０に入力される。また、２つの分岐された交流電流の他方は、参照信号として検出回路ＤＴが有する第１入力端子ＤＴ１に入力される。
【0091】
第０移相回路ＰＳ０に入力された交流励磁電流は、第０移相回路ＰＳ０により移相された後、第１交流励磁電流ＡＣ１と第２交流励磁電流ＡＣ２との２つの交流励磁電流に分岐される。
【0092】
第１交流励磁電流ＡＣ１は、第１移相回路ＰＳ１、第１可変抵抗ＶＲ１１、第１コンデンサＣ１を介して第１磁気コアＣＲ１に流れる。このため、第１交流励磁電流ＡＣ１は、第１移相回路ＰＳ１により移相され、第１可変抵抗ＶＲ１１により振幅が調整される。これにより、第１検出コイルＣＬ１には、第１磁気コアＣＲ１に流れた第１交流励磁電流ＡＣ１と、第１検出コイルＣＬ１に印加された磁界の強さとに応じた電圧が誘起される。すなわち、当該電圧は、外部から第１検出コイルＣＬ１に印加された磁界の強さに応じて変化する。以下では、説明の便宜上、第１検出コイルＣＬ１に誘起される電圧を、第１誘起電圧と称して説明する。なお、第１コンデンサＣ１は、ＡＣカップリングのためのコンデンサである。第１コンデンサＣ１の存在により、勾配磁界センサ１２では、直流電流が第１出力端子ＣＣ１３から第１入力端子ＣＣ１１へ流れてしまうことを抑制することができる。
【0093】
一方、第２交流励磁電流ＡＣ２は、第２移相回路ＰＳ２、第２可変抵抗ＶＲ１２、第２コンデンサＣ２を介して第２磁気コアＣＲ２に流れる。このため、第２交流励磁電流ＡＣ２は、第２移相回路ＰＳ２により移相され、第２可変抵抗ＶＲ１２により振幅が調整される。これにより、第２検出コイルＣＬ２には、第２磁気コアＣＲ２に流れた第２交流励磁電流ＡＣ２と、第２検出コイルＣＬ２に印加された磁界の強さとに応じた電圧が誘起される。すなわち、当該電圧は、外部から第２検出コイルＣＬ２に印加された磁界の強さに応じて変化する。以下では、説明の便宜上、第２検出コイルＣＬ２に誘起される電圧を、第２誘起電圧と称して説明する。なお、第２コンデンサＣ２は、ＡＣカップリングのためのコンデンサである。第２コンデンサＣ２の存在により、勾配磁界センサ１２では、直流電流が第２出力端子ＣＣ１４から第２入力端子ＣＣ１２へ流れてしまうことを抑制することができる。
【0094】
勾配磁界センサ１２では、このようにして誘起された第１誘起電圧及び第２誘起電圧に応じた信号が、差動信号Ｖｏｕｔとして検出回路ＤＴが有する第２入力端子ＤＴ２に入力する。検出回路ＤＴの位相検波回路ＰＤは、このようにして入力された差動信号Ｖｏｕｔと、交流電源Ｐ１から入力された参照信号とのずれに応じた信号を、検波信号としてローパスフィルタＬＦに入力する。ローパスフィルタＬＦは、位相検波回路ＰＤから入力された検波信号から所定の周波数以上の成分を除去した出力信号を誤差アンプＥＡの反転入力端子に出力する。誤差アンプＥＡは、誤差アンプＥＡの反転入力端子に入力された出力信号の電位とグラウンド電位との電位差に応じた信号を検出信号として、検出信号出力端子ＣＴ２と抵抗Ｒ１とのそれぞれに出力する。なお、第３コンデンサＣ３は、ＡＣカップリングのためのコンデンサである。また、第３コンデンサＣ３が有する端子のうち位相検波回路ＰＤと接続された端子と反対側の端子には、バッファ回路（例えば、ボルテージフォロワ等）が接続される。このバッファ回路については、図を簡略化するため、図示を省略している。
【0095】
抵抗Ｒ１に入力された検出信号は、図示しないバッファ回路の存在により、第３コンデンサＣ３へ入力されることなく、帰還電流として第２入力端子ＤＴ２から第１検出コイルＣＬ１に向かって流れていく。
【0096】
このような動作を行う検出回路ＤＴには、調整を行うことにより、差動信号Ｖｏｕｔの信号レベルが０［Ｖ］である場合、信号レベルが０［Ｖ］の検出信号を検出信号出力端子ＣＴ２から出力させ、差動信号Ｖｏｕｔの信号レベルが０［Ｖ］ではない場合、信号レベルが０［Ｖ］ではない検出信号を検出信号出力端子ＣＴ２から出力させることができる。なお、検出回路ＤＴの調整については、既知であるため、これ以上の詳細な説明を省略する。
【0097】
以上のような動作により、勾配磁界センサ１２は、勾配を検出する。
【0098】
なお、実施形態に係る勾配磁界センサ１２は、第０移相回路ＰＳ０を備えない構成であってもよい。
【0099】
また、実施形態に係る勾配磁界センサ１２は、第１移相回路ＰＳ１と第２移相回路ＰＳ２とのいずれか一方を備えない構成であってもよい。
【0100】
また、実施形態に係る勾配磁界センサ１２は、第１可変抵抗ＶＲ１１と第２可変抵抗ＶＲ１２とのいずれか一方を備えない構成であってもよい。
【0101】
また、実施形態に係る勾配磁界センサ１２は、第１コンデンサＣ１と第２コンデンサＣ２との少なくとも一方を備えない構成であってもよい。ただし、これらはＡＣカップリングのためのコンデンサである。このため、当該勾配磁界センサ１２は、第１コンデンサＣ１と第２コンデンサＣ２との両方を備えている方が望ましい。
【0102】
また、実施形態に係る勾配磁界センサ１２では、交流電流制御部ＣＣ１は、第１可変抵抗ＶＲ１１に代えて、又は、第１可変抵抗ＶＲ１１に加えて、第１交流励磁電流ＡＣ１の振幅を増幅する第１増幅回路を備える構成であってもよい。
【0103】
また、実施形態に係る勾配磁界センサ１２では、交流電流制御部ＣＣ１は、第２可変抵抗ＶＲ１２に代えて、又は、第２可変抵抗ＶＲ１２に加えて、第２交流励磁電流ＡＣ２の振幅を増幅する第２増幅回路を備える構成であってもよい。
【0104】
勾配磁界センサ１２は、以上のような動作を行う回路構成を有する。これにより、勾配磁界センサ１２は、第１センサヘッドＳ１と第２センサヘッドＳ２との２つのセンサヘッドにより、２つの異なる地点それぞれにおける磁界の強さの勾配を検出することができる。そして、勾配磁界センサ１２は、前述した通り、第１磁気シールド部ＳＤ１及び第２磁気シールド部ＳＤ２を備えることにより、ノイズとなる磁界を検出してしまうことを抑制することができる。
【0105】
【0106】
勾配磁界センサ１２は、交流電源接続端子ＣＴ１と、第１センサヘッドＳ１と、第２センサヘッドＳ２と、第０移相回路ＰＳ０と、交流電流制御部ＣＣ１と、検出回路ＤＴと、検出信号出力端子ＣＴ２とに加えて、直流電源接続端子ＣＴ３と、直流電流制御部ＣＣ２を備える。また、直流電流制御部ＣＣ２は、入力端子ＣＣ２１と、第１出力端子ＣＣ２２と、第２出力端子ＣＣ２３を有する。また、直流電流制御部ＣＣ２は、第１可変抵抗ＶＲ２１と、第１インダクタＬ１と、第２可変抵抗ＶＲ２２と、第２インダクタＬ２を備える。
【0107】
また、勾配磁界センサ１２は、伝送路を介して、交流電源Ｐ１に加えて、直流電源Ｐ２とも接続される。より具体的には、勾配磁界センサ１２が有する直流電源接続端子ＣＴ３は、伝送路を介して、直流電源Ｐ２が有する正極電源端子と接続される。そして、直流電源Ｐ２が有する負極電源端子は、伝送路を介して、グラウンドに接地される。ここで、直流電源Ｐ２は、如何なる直流電源であってもよい。なお、直流電源接続端子ＣＴ３と当該正極電源端子との間には、勾配磁界センサ１２が有する機能を損なわない範囲内において、他の回路素子、他の装置等が接続される構成であってもよい。また、当該負極電源端子とグラウンドとの間には、勾配磁界センサ１２が有する機能を損なわない範囲内において、他の回路素子、他の装置等が接続される構成であってもよい。
【0108】
また、直流電源接続端子ＣＴ３は、伝送路を介して、直流電流制御部ＣＣ２が有する入力端子ＣＣ２１と接続される。なお、直流電源接続端子ＣＴ３と入力端子ＣＣ２１との間には、勾配磁界センサ１２が有する機能を損なわない範囲内において、他の回路素子、他の装置等が接続される構成であってもよい。
【0109】
また、直流電流制御部ＣＣ２において、入力端子ＣＣ２１と第１出力端子ＣＣ２２との間には、伝送路を介して、第１可変抵抗ＶＲ２１と、第１インダクタＬ１とが直列に接続される。また、直流電流制御部ＣＣ２において、入力端子ＣＣ２１と第２出力端子ＣＣ２３との間には、伝送路を介して、第２可変抵抗ＶＲ２２と、第２インダクタＬ２とが直列に接続される。なお、入力端子ＣＣ２１と第１出力端子ＣＣ２２との間には、勾配磁界センサ１２が有する機能を損なわない範囲内において、第１可変抵抗ＶＲ２１と、第１インダクタＬ１とともに、他の回路素子、他の装置等が接続される構成であってもよい。また、入力端子ＣＣ２１と第２出力端子ＣＣ２３との間には、勾配磁界センサ１２が有する機能を損なわない範囲内において、第２可変抵抗ＶＲ２２と、第２インダクタＬ２とともに、他の回路素子、他の装置等が接続される構成であってもよい。また、入力端子ＣＣ２１と第１出力端子ＣＣ２２との間において、第１可変抵抗ＶＲ２１と、第１インダクタＬ１とは、如何なる順で直列に接続される構成であってもよい。また、入力端子ＣＣ２１と第２出力端子ＣＣ２３との間において、第２可変抵抗ＶＲ２２と、第２インダクタＬ２とは、如何なる順で直列に接続される構成であってもよい。
【0110】
また、直流電流制御部ＣＣ２の第１出力端子ＣＣ２２は、交流電流制御部ＣＣ１が有する第１出力端子ＣＣ１３と第１磁気コアＣＲ１とを接続する伝送路と、他の伝送路を介して接続されている。なお、第１出力端子ＣＣ２２と、交流電流制御部ＣＣ１が有する第１出力端子ＣＣ１３と第１磁気コアＣＲ１とを接続する伝送路との間には、勾配磁界センサ１２が有する機能を損なわない範囲内において、他の回路素子、他の装置等が接続される構成であってもよい。
【0111】
また、直流電流制御部ＣＣ２の第２出力端子ＣＣ２３は、交流電流制御部ＣＣ１が有する第２出力端子ＣＣ１４と第２磁気コアＣＲ２とを接続する伝送路と、他の伝送路を介して接続されている。なお、第２出力端子ＣＣ２３と、交流電流制御部ＣＣ１が有する第２出力端子ＣＣ１４と第２磁気コアＣＲ２とを接続する伝送路との間には、勾配磁界センサ１２が有する機能を損なわない範囲内において、他の回路素子、他の装置等が接続される構成であってもよい。
【0112】
次に、図２４に示した回路構成を有する勾配磁界センサ１２の動作について説明する。
【0113】
図２４に示した回路構成を有する勾配磁界センサ１２において、直流電源Ｐ２は、直流電源接続端子ＣＴ３に直流電流を入力する。直流電源接続端子ＣＴ３に入力された直流電流は、直流励磁電流として直流電流制御部ＣＣ２に入力される。
【0114】
直流電流制御部ＣＣ２に入力された直流励磁電流は、第１直流励磁電流ＤＣ１と第２直流励磁電流ＤＣ２との２つの直流励磁電流に分岐される。
【0115】
直流電流制御部ＣＣ２において、第１直流励磁電流ＤＣ１は、第１可変抵抗ＶＲ２１により大きさが調整される。そして、第１直流励磁電流ＤＣ１は、第１出力端子ＣＣ２２から第１磁気コアＣＲ１に入力する。これにより、第１検出コイルＣＬ１には、第１磁気コアＣＲ１に流れた第１交流励磁電流ＡＣ１と、第１磁気コアＣＲ１に流れた第１直流励磁電流ＤＣ１と、第１検出コイルＣＬ１に印加された磁界の強さとに応じた電圧が誘起される。すなわち、勾配磁界センサ１２においても、当該電圧は、外部から第１検出コイルＣＬ１に印加された磁界の強さに応じて変化する。以下では、説明の便宜上、当該電圧を、第３誘起電圧と称して説明する。なお、第１インダクタＬ１は、ＤＣカップリングのためのインダクタである。第１インダクタＬ１の存在により、勾配磁界センサ１２では、交流電流が第１出力端子ＣＣ２２から入力端子ＣＣ２１へ流れてしまうことを抑制することができる。
【0116】
一方、直流電流制御部ＣＣ２において、第２直流励磁電流ＤＣ２は、第２可変抵抗ＶＲ２２により大きさが調整される。そして、第２直流励磁電流ＤＣ２は、第２出力端子ＣＣ２３から第２磁気コアＣＲ２に入力する。これにより、第２検出コイルＣＬ２には、第２磁気コアＣＲ２に流れた第２交流励磁電流ＡＣ２と、第２磁気コアＣＲ２に流れた第２直流励磁電流ＤＣ２と、第２検出コイルＣＬ２に印加された磁界の強さとに応じた電圧が誘起される。すなわち、勾配磁界センサ１２においても、当該電圧は、外部から第２検出コイルＣＬ２に印加された磁界の強さに応じて変化する。以下では、説明の便宜上、当該電圧を、第４誘起電圧と称して説明する。なお、第２インダクタＬ２は、ＤＣカップリングのためのインダクタである。第２インダクタＬ２の存在により、勾配磁界センサ１２では、交流電流が第２出力端子ＣＣ２３から入力端子ＣＣ２１へ流れてしまうことを抑制することができる。
【0117】
勾配磁界センサ１２では、このようにして誘起された第３誘起電圧及び第４誘起電圧に応じた信号が、検出回路ＤＴが有する第２入力端子ＤＴ２に差動信号Ｖｏｕｔ２として入力する。検出回路ＤＴの位相検波回路ＰＤは、このようにして入力された差動信号Ｖｏｕｔ２と、交流電源Ｐ１から入力された参照信号とのずれに応じた信号を、検波信号としてローパスフィルタＬＦに入力する。ローパスフィルタＬＦは、位相検波回路ＰＤから入力された検波信号から所定の周波数以上の成分を除去した出力信号を誤差アンプＥＡの反転入力端子に出力する。誤差アンプＥＡは、誤差アンプＥＡの反転入力端子に入力された出力信号の電位とグラウンド電位との電位差に応じた信号を検出信号として、検出信号出力端子ＣＴ２と抵抗Ｒ１とのそれぞれに出力する。
【0118】
抵抗Ｒ１に入力された検出信号は、図示しないバッファ回路の存在により、第３コンデンサＣ３へ入力されることなく、帰還電流として第２入力端子ＤＴ２から第１検出コイルＣＬ１に向かって流れていく。
【0119】
このような動作を行う検出回路ＤＴには、調整を行うことにより、差動信号Ｖｏｕｔ２の信号レベルが０［Ｖ］である場合、信号レベルが０［Ｖ］の検出信号を検出信号出力端子ＣＴ２から出力させ、差動信号Ｖｏｕｔ２の信号レベルが０［Ｖ］ではない場合、信号レベルが０［Ｖ］ではない検出信号を検出信号出力端子ＣＴ２から出力させることができる。
【0120】
以上のように、図２４に示した回路構成を有している場合であっても、勾配磁界センサ１２は、勾配を検出することができる。
【0121】
なお、図２４に示した回路構成を有する勾配磁界センサ１２は、第１可変抵抗ＶＲ２１と第２可変抵抗ＶＲ２２とのいずれか一方を備えない構成であってもよい。また、当該勾配磁界センサ１２は、第１可変抵抗ＶＲ２１と第２可変抵抗ＶＲ２２とのいずれか一方に代えて、抵抗値を変化させることができない抵抗素子を備える構成であってもよい。
【0122】
また、図２４に示した回路構成を有する勾配磁界センサ１２は、事前の試験等の結果を踏まえた上で、上記において説明した第１可変抵抗ＶＲ２１及び第２可変抵抗ＶＲ２２それぞれの抵抗値と同じ抵抗値の抵抗素子を用意できる場合、第１可変抵抗ＶＲ２１と第２可変抵抗ＶＲ２２とのいずれか一方又は両方に代えて、抵抗値を変化させることができない抵抗素子を備える構成であってもよい。
【0123】
また、図２４に示した回路構成を有する勾配磁界センサ１２は、第１インダクタＬ１と第２インダクタＬ２との少なくとも一方を備えない構成であってもよい。ただし、前述した通り、これらはＤＣカップリングのためのコンデンサである。このため、当該勾配磁界センサ１２は、第１インダクタＬ１と第２インダクタＬ２との両方を備えている方が望ましい。
【0124】
また、図２３に示した回路構成を有する勾配磁界センサ１２は、交流電流制御部ＣＣ１に代えて、図２５に示したように、交流電流制御部ＣＣ３を備える構成であってもよい。図２５は、交流電流制御部ＣＣ３の回路構成の一例を示す図である。なお、図２５では、交流電流制御部ＣＣ３と他の部材との接続態様を明確に示すため、交流電流制御部ＣＣ３とともに、交流電源Ｐ１と、交流電源接続端子ＣＴ１と、第０移相回路ＰＳ０と、第１磁気コアＣＲ１と、第２磁気コアＣＲ２とのそれぞれを示している。
【0125】
交流電流制御部ＣＣ３は、入力端子ＣＣ３１と、第１出力端子ＣＣ３２と、第２出力端子ＣＣ３３を有する。また、交流電流制御部ＣＣ３は、反転回路ＲＶＣと、第１切替回路ＳＷＣ１と、第１移相回路ＰＳ１と、第１可変抵抗ＶＲ１１と、第１コンデンサＣ１と、第２切替回路ＳＷＣ２と、第２移相回路ＰＳ２と、第２可変抵抗ＶＲ１２と、第２コンデンサＣ２を備える。また、反転回路ＲＶＣは、入力端子ＲＶＣ１と、出力端子ＲＶＣ２を有する。また、第１切替回路ＳＷＣ１は、第１入力端子ＳＷＣ１１と、第２入力端子ＳＷＣ１２と、出力端子ＳＷＣ１３を有する。また、第２切替回路ＳＷＣ２は、第１入力端子ＳＷＣ２１と、第２入力端子ＳＷＣ２２と、出力端子ＳＷＣ２３を有する。
【0126】
交流電流制御部ＣＣ３が有する入力端子ＣＣ３１は、伝送路を介して、第０移相回路ＰＳ０が有する出力端子ＰＳ０２と接続される。なお、入力端子ＣＣ３１と出力端子ＰＳ０２との間には、勾配磁界センサ１２が有する機能を損なわない範囲内において、他の回路素子、他の装置等が接続される構成であってもよい。
【0127】
また、交流電流制御部ＣＣ３において、入力端子ＣＣ３１は、伝送路を介して、反転回路ＲＶＣが有する入力端子ＲＶＣ１と、第１切替回路ＳＷＣ１が有する第２入力端子ＳＷＣ１２と、第２切替回路ＳＷＣ２が有する第２入力端子ＳＷＣ２２とのそれぞれと接続される。なお、入力端子ＣＣ３１と入力端子ＲＶＣ１との間には、勾配磁界センサ１２が有する機能を損なわない範囲内において、他の回路素子、他の装置等が接続される構成であってもよい。また、入力端子ＣＣ３１と第２入力端子ＳＷＣ１２との間には、勾配磁界センサ１２が有する機能を損なわない範囲内において、他の回路素子、他の装置等が接続される構成であってもよい。また、入力端子ＣＣ３１と第２入力端子ＳＷＣ２２との間には、勾配磁界センサ１２が有する機能を損なわない範囲内において、他の回路素子、他の装置等が接続される構成であってもよい。
【0128】
また、反転回路ＲＶＣが有する出力端子ＲＶＣ２は、伝送路を介して、第１切替回路ＳＷＣ１が有する第１入力端子ＳＷＣ１１と、第２切替回路ＳＷＣ２が有する第１入力端子ＳＷＣ２１とのそれぞれと接続される。なお、出力端子ＲＶＣ２と第１入力端子ＳＷＣ１１との間には、勾配磁界センサ１２が有する機能を損なわない範囲内において、他の回路素子、他の装置等が接続される構成であってもよい。また、出力端子ＲＶＣ２と第１入力端子ＳＷＣ２１との間には、勾配磁界センサ１２が有する機能を損なわない範囲内において、他の回路素子、他の装置等が接続される構成であってもよい。
【0129】
また、第１切替回路ＳＷＣ１が有する出力端子ＳＷＣ１３と交流電流制御部ＣＣ３が有する第１出力端子ＣＣ３２との間には、第１移相回路ＰＳ１と、第１可変抵抗ＶＲ１１と、第１コンデンサＣ１とが直列に接続される。そして、第１出力端子ＣＣ３２とグラウンドとの間には、伝送路を介して、第１センサヘッドＳ１の第１磁気コアＣＲ１が接続される。この場合、第１交流励磁電流ＡＣ１は、第１出力端子ＣＣ３２から第１磁気コアＣＲ１に流れる交流電流のことである。なお、交流電流制御部ＣＣ３が有する第１出力端子ＣＣ３２とグラウンドとの間には、勾配磁界センサ１２が有する機能を損なわない範囲内において、第１磁気コアＣＲ１とともに、他の回路素子、他の装置等が接続される構成であってもよい。また、出力端子ＳＷＣ１３と第１出力端子ＣＣ３２との間において、第１移相回路ＰＳ１と、第１可変抵抗ＶＲ１１と、第１コンデンサＣ１とは、如何なる順で直列に接続される構成であってもよい。
【0130】
また、第２切替回路ＳＷＣ２が有する出力端子ＳＷＣ２３と交流電流制御部ＣＣ３が有する第２出力端子ＣＣ３３との間には、第２移相回路ＰＳ２と、第２可変抵抗ＶＲ１２と、第２コンデンサＣ２とが直列に接続される。そして、第２出力端子ＣＣ３３とグラウンドとの間には、伝送路を介して、第２センサヘッドＳ２の第２磁気コアＣＲ２が接続される。この場合、第２交流励磁電流ＡＣ２は、第２出力端子ＣＣ３３から第２磁気コアＣＲ２に流れる交流電流のことである。なお、交流電流制御部ＣＣ３が有する第２出力端子ＣＣ３３とグラウンドとの間には、勾配磁界センサ１２が有する機能を損なわない範囲内において、第２磁気コアＣＲ２とともに、他の回路素子、他の装置等が接続される構成であってもよい。また、出力端子ＳＷＣ２３と第２出力端子ＣＣ３３との間において、第２移相回路ＰＳ２と、第２可変抵抗ＶＲ１２と、第２コンデンサＣ２とは、如何なる順で直列に接続される構成であってもよい。
【0131】
次に、交流電流制御部ＣＣ３の動作について説明する。
【0132】
上記のような回路構成の交流電流制御部ＣＣ３において、入力端子ＣＣ３１から入力された交流電流は、２つに分岐される。
【0133】
２つに分岐された交流電流の一方は、第１１交流励磁電流ＡＣ１１として反転回路ＲＶＣに入力される。これにより、第１１交流励磁電流ＡＣ１１の位相は、反転回路ＲＶＣにより反転される。そして、反転回路ＲＶＣから出力された第１１交流励磁電流ＡＣ１１は、第１切替回路ＳＷＣ１が有する第１入力端子ＳＷＣ１１と第２切替回路ＳＷＣ２が有する第１入力端子ＳＷＣ２１とのそれぞれに入力される。
【0134】
一方、２つに分岐された交流電流の他方は、第１２交流励磁電流ＡＣ１２として、第１切替回路ＳＷＣ１が有する第２入力端子ＳＷＣ１２と第２切替回路ＳＷＣ２が有する第２入力端子ＳＷＣ２２とのそれぞれに入力される。
【0135】
ここで、第１切替回路ＳＷＣ１は、入力された第１１交流励磁電流ＡＣ１１と、入力された第１２交流励磁電流ＡＣ１２とのいずれか一方を、第１交流励磁電流ＡＣ１として第１移相回路ＰＳ１に出力する。また、第２切替回路ＳＷＣ２は、入力された第１１交流励磁電流ＡＣ１１と、入力された第１２交流励磁電流ＡＣ１２とのいずれか一方を、第２交流励磁電流ＡＣ２として第２移相回路ＰＳ２に出力する。
【0136】
すなわち、勾配磁界センサ１２では、反転回路ＲＶＣと、第１切替回路ＳＷＣ１と、第２切替回路ＳＷＣ２とのそれぞれによって、第１交流励磁電流ＡＣ１と第２交流励磁電流ＡＣ２とのそれぞれを、互いに位相が反転している電流とするか、互いに位相が同じ電流とするかを切り替えることができる。その結果、勾配磁界センサ１２は、第１移相回路ＰＳ１と第２移相回路ＰＳ２とのそれぞれとして、互いに位相を進ませる移相回路を備える構成であってもよく、互いに位相を遅らせる移相回路を備える構成であってもよく、位相を遅らせる移相回路と位相を進ませる移相回路とを備える構成であってもよい。すなわち、勾配磁界センサ１２が交流電流制御部ＣＣ３を備えることにより、勾配磁界センサ１２は、回路設計の自由度を向上させることができる。
【0137】
なお、勾配磁界センサ１２は、第１切替回路ＳＷＣ１と第２切替回路ＳＷＣ２との少なくとも一方を備えない構成であってもよい。
【0138】
以上のように、勾配磁界センサ１２は、交流電流制御部ＣＣ１に代えて、図２５に示した交流電流制御部ＣＣ３を備える場合であっても、勾配を検出することができる。
【0139】
なお、上記において説明した第１磁気コアＣＲ１は、直列に接続された２以上の磁性体を含む構成であってもよい。この場合、第１磁気コアＣＲ１は、これら２以上の磁性体のうちの一部又は全部は、非磁性の導体によって直列に接続される構成であってもよい。ここで、図２６は、複数の磁性体を含む第１磁気コアＣＲ１の構成の一例を示す図である。図２６に示した例では、第１磁気コアＣＲ１は、２つの磁性体を含んでいる。より具体的には、当該例では、第１磁気コアＣＲ１は、磁性体ＣＲ１Ａと、磁性体ＣＲ１Ｂと、非磁性の導体ＣＲ１Ｃと、端子ＣＲ１Ｄと、端子ＣＲ１Ｅを有する。そして、磁性体ＣＲ１Ａと磁性体ＣＲ１Ｂとは、導体ＣＲ１Ｃによって接続されている。また、磁性体ＣＲ１Ａが有する端部のうち導体ＣＲ１Ｃと接続されている端部と反対側の端部には、端子ＣＲ１Ｄが設けられている。端子ＣＲ１Ｄは、例えば、図２３において、交流電流制御部ＣＣ１の第１出力端子ＣＣ１３と接続されている端子である。また、磁性体ＣＲ１Ｂが有する端部のうち導体ＣＲ１Ｃと接続されている端部と反対側の端部には、端子ＣＲ１Ｅが設けられている。端子ＣＲ１Ｅは、例えば、図２３において、グラウンドに接地されている端子である。
【0140】
また、上記において説明した第２磁気コアＣＲ２は、直列に接続された２以上の磁性体を含む構成であってもよい。この場合、第２磁気コアＣＲ２は、これら２以上の磁性体のうちの一部又は全部は、非磁性の導体によって直列に接続される構成であってもよい。なお、複数の磁性体を含む第２磁気コアＣＲ２の構成については、複数の磁性体を含む第１磁気コアＣＲ１の構成と同様の構成であるため、図示による説明を省略する。
【0141】
＜実施形態の変形例１＞
以下、実施形態の変形例１について説明する。実施形態の変形例１では、勾配磁界センサ１２は、第１センサヘッドＳ１と第２センサヘッドＳ２との１組のセンサヘッドに加えて、他の１組以上のセンサヘッドを備える構成であってもよい。
以下、実施形態の変形例１について説明する。実施形態の変形例１では、勾配磁界センサ１２は、第１センサヘッドＳ１と第２センサヘッドＳ２との１組のセンサヘッドに加えて、他の１組以上のセンサヘッドを備える構成であってもよい。
【0142】
図２７は、第１センサヘッドＳ１と第２センサヘッドＳ２との組と、第３センサヘッドＳ３と第４センサヘッドＳ４との組との２組のセンサヘッドを備える勾配磁界センサ１２の一例を示す図である。また、図２７は、Ｘ軸の負方向に向かって当該勾配磁界センサ１２を見た場合の正面図である。なお、図２７でも、図が煩雑になるのを防ぐため、勾配磁界センサ１２の本体部を省略している。図２７に示した例では、第１センサヘッドＳ１～第４センサヘッドＳ４のそれぞれは、Ｘ軸の正方向に向かって延伸する直線形状の物体として描かれている。また、当該例では、第１センサヘッドＳ１と第２センサヘッドＳ２とは、第１磁気シールド部ＳＤ１と第２磁気シールド部ＳＤ２との間の空間内において、シート部材ＳＴの直上に配置されている。一方、当該例では、第３センサヘッドＳ３と第４センサヘッドＳ４とは、当該空間内において、シート部材ＳＴの直下に配置されている。そして、当該例では、Ｚ軸の負方向に向かって第１センサヘッドＳ１～第４センサヘッドＳ４を見た場合、第１センサヘッドＳ１は、第３センサヘッドＳ３と重なっている。また、当該例では、当該場合、第２センサヘッドＳ２は、第４センサヘッドＳ４と重なっている。なお、第１センサヘッドＳ１は、当該場合、第３センサヘッドＳ３と重ならない構成であってもよい。また、第２センサヘッドＳ２は、当該場合、第４センサヘッドＳ４と重ならない構成であってもよい。
【0143】
ここで、第３センサヘッドＳ３と第４センサヘッドＳ４との１組のセンサヘッドは、第１センサヘッドＳ１と第２センサヘッドＳ２との１組のセンサヘッドと同じ構成を有する。このため、以下では、第３センサヘッドＳ３と第４センサヘッドＳ４との１組のセンサヘッドについての詳細な説明を省略する。なお、勾配磁界センサ１２が第１センサヘッドＳ１～第４センサヘッドＳ４を備える場合、図２３～図２５のそれぞれに示した回路構成には、第３センサヘッドＳ３と第４センサヘッドＳ４との１組のセンサヘッドに対する回路が追加される。第３センサヘッドＳ３と第４センサヘッドＳ４との１組のセンサヘッドに担わせる役割は、第１センサヘッドＳ１と第２センサヘッドＳ２との１組のセンサヘッドと同じ役割である。そして、当該場合において当該回路構成に追加される回路は、冗長な機能を持たせない限り、自明である。このため、当該場合において当該回路構成に追加される回路の詳細についても、省略する。なお、第３センサヘッドＳ３と第４センサヘッドＳ４とのそれぞれが磁界の強度を検出する位置は、互いに異なる位置であり、前述の第１位置及び第２位置とも異なる位置であり、第１磁気シールド部ＳＤ１と第２磁気シールド部ＳＤ２との少なくとも一方に対する相対的な位置として決められる位置である。このような事情は、後述する他のセンサヘッドの組（例えば、第５センサヘッドＳ５と第６センサヘッドＳ６との組、第７センサヘッドＳ７と第８センサヘッドＳ８との組等）についても、同様である。
【0144】
勾配磁界センサ１２では、図２７に示したように第１センサヘッドＳ１～第４センサヘッドＳ４の４つのセンサヘッドを備える場合、センサヘッド領域は、これら４つのセンサヘッドのそれぞれを辺として有する直方体形状の領域である。そして、当該場合、センサヘッド領域に直交する方向は、当該直方体形状の領域の上面又は下面と直交する方向のことである。勾配磁界センサ１２は、これら４つのセンサヘッドを備えることにより、第１センサヘッドＳ１と第２センサヘッドＳ２との組と、第３センサヘッドＳ３と第４センサヘッドＳ４との組との２組のセンサヘッドにより、検出対象物の検出を行う。これにより、勾配磁界センサ１２は、検出対象物の検出についての誤検出の発生を抑制することができる。また、これにより、勾配磁界センサ１２は、より広い範囲（図２７に示した例では、シート部材ＳＴの上面と下面との両面）からの検出対象物を行うことができるとともに、検出対象物の検出をより高精度で行うことができる。
【0145】
なお、勾配磁界センサ１２では、図２８に示したように、第１センサヘッドＳ１～第４センサヘッドＳ４は、例えば、シート部材ＳＴの直上に位置するように配置されてもよい。図２８は、第１センサヘッドＳ１と第２センサヘッドＳ２との１組のセンサヘッドと、第３センサヘッドＳ３と第４センサヘッドＳ４との１組のセンサヘッドとを備える勾配磁界センサ１２の他の例を示す図である。図２８に示した例でも、第１センサヘッドＳ１～第４センサヘッドＳ４のそれぞれは、Ｘ軸の正方向に向かって延伸する直線形状の物体として描かれている。また、当該例では、第１センサヘッドＳ１～第４センサヘッドＳ４のそれぞれは、第１センサヘッドＳ１、第２センサヘッドＳ２、第３センサヘッドＳ３、第４センサヘッドＳ４の順にＹ軸の正方向に向かって並んでいる。そして、当該例では、第１センサヘッドＳ１～第４センサヘッドＳ４のそれぞれは、ＸＹ平面とへ行こうな１つの仮想的な平面に含まれている。この場合、センサヘッド領域は、第１センサヘッドＳ１と第４センサヘッドＳ４とのそれぞれを対向する辺として有する仮想的な四角形の領域のことである。図２８に示した例であっても、勾配磁界センサ１２は、検出対象物の検出についての誤検出の発生を抑制することができる。また、これにより、勾配磁界センサ１２は、より広い範囲（図２８に示した例では、シート部材ＳＴの上面における広い範囲）からの検出対象物を行うことができるとともに、検出対象物の検出をより高精度で行うことができる。
【0146】
また、勾配磁界センサ１２は、例えば、図２９に示したように、第１センサヘッドＳ１と第２センサヘッドＳ２との組と、第３センサヘッドＳ３と第４センサヘッドＳ４との組と、第５センサヘッドＳ５と第６センサヘッドＳ６との組と、第７センサヘッドＳ７と第８センサヘッドＳ８との組との４組のセンサヘッドを備える構成であってもよい。図２９は、４組のセンサヘッドを備える勾配磁界センサ１２の一例を示す図である。図２９に示した例では、第１センサヘッドＳ１～第８センサヘッドＳ８のそれぞれは、Ｘ軸の正方向に向かって延伸する直線形状の物体として描かれている。ただし、当該例では、第１センサヘッドＳ１と第５センサヘッドＳ５とが同軸上に位置するように配置される。また、当該例では、第２センサヘッドＳ２と第６センサヘッドＳ６とが同軸上に位置するように配置される。また、当該例では、第３センサヘッドＳ３と第７センサヘッドＳ７とが同軸上に位置するように配置される。また、当該例では、第４センサヘッドＳ４と第８センサヘッドＳ８とが同軸上に位置するように配置される。そして、当該例では、第１センサヘッドＳ１～第８センサヘッドＳ８のそれぞれは、ＸＹ平面とへ行こうな１つの仮想的な平面に含まれている。この場合、センサヘッド領域は、第１センサヘッドＳ１及び第５センサヘッドＳ５と、第４センサヘッドＳ４及び第８センサヘッドＳ８とのそれぞれを対向する辺として有する仮想的な四角形の領域のことである。図２９に示した例であっても、勾配磁界センサ１２は、検出対象物の検出についての誤検出の発生を抑制することができる。また、これにより、勾配磁界センサ１２は、より広い範囲（図２９に示した例では、シート部材ＳＴの上面における広い範囲）からの検出対象物を行うことができるとともに、検出対象物の検出をより高精度で行うことができる。
【0147】
＜実施形態の変形例２＞
勾配磁界センサ１２により得られる効果は、第２磁気シールド部ＳＤ２を備えない勾配磁界センサ１２Ｘでは得られない効果である。しかしながら、勾配磁界センサ１２により得られる効果は、勾配磁界センサ１２Ｘとともに、勾配磁界センサ１２Ｘと別体の第２磁気シールド部ＳＤ２を用いることによっても、得ることができる。そこで、実施形態の変形例２では、勾配磁界センサ１２Ｘとともに第２磁気シールド部ＳＤ２を用いて、勾配磁界センサ１２により得られる効果と同じ効果を得る方法について説明する。
勾配磁界センサ１２により得られる効果は、第２磁気シールド部ＳＤ２を備えない勾配磁界センサ１２Ｘでは得られない効果である。しかしながら、勾配磁界センサ１２により得られる効果は、勾配磁界センサ１２Ｘとともに、勾配磁界センサ１２Ｘと別体の第２磁気シールド部ＳＤ２を用いることによっても、得ることができる。そこで、実施形態の変形例２では、勾配磁界センサ１２Ｘとともに第２磁気シールド部ＳＤ２を用いて、勾配磁界センサ１２により得られる効果と同じ効果を得る方法について説明する。
【0148】
この場合、勾配磁界センサ１２Ｘを利用するユーザは、例えば、図３０に示したフローチャートの手順に則って、検出対象物の検出を勾配磁界センサ１２Ｘに行わせる。図３０は、検出対象物の検出を勾配磁界センサ１２Ｘに行わせる手順の流れの一例を示す図である。
【0149】
勾配磁界センサ１２Ｘを利用するユーザは、勾配磁界センサ１２Ｘを予め決められた位置へと配置する（ステップＳ１１０）。ここで、当該予め決められた位置は、例えば、勾配磁界センサ１２Ｘを配置可能な位置のうち、第１磁気シールド部ＳＤ１と、勾配磁界センサ１２Ｘと別体の第２磁気シールド部ＳＤ２との間の空間に第１センサヘッドＳ１と第２センサヘッドＳ２とが位置する位置であれば、如何なる位置であってもよい。ここで、第２磁気シールド部ＳＤ２は、例えば、シート部材ＳＴの直下に位置するように、図１に示した枠体ＣＳ等により支持されている。当該ユーザは、ステップＳ１１０において、勾配磁界センサ１２Ｘを移動させて、当該予め決められた位置へと勾配磁界センサ１２Ｘを配置させる。ここで、前述の有効シールド領域円が広くなるようにユーザがステップＳ１１０の手順を実行するほど、勾配磁界センサ１２Ｘは、検出対象物の検出において、ノイズとなる磁界を検出してしまうことを抑制することができる。
【0150】
次に、勾配磁界センサ１２Ｘを利用するユーザは、第２ローラＲＬ２によるシート部材ＳＴの巻き取りを開始させることにより、ステップＳ１１０における勾配磁界センサ１２Ｘの配置によって形成された第１磁気シールド部ＳＤ１と第２磁気シールド部ＳＤ２との間の空間内において、第１センサヘッドＳ１及び第２センサヘッドＳ２に対するシート部材ＳＴの移動を開始させる（ステップＳ１２０）。このようにして、勾配磁界センサ１２Ｘは、シート部材ＳＴに付着した検出対象物を検出することができる。その後、当該ユーザは、図３０に示したフローチャートの手順を終了させる。
【0151】
以上のような方法により、勾配磁界センサ１２Ｘを利用するユーザは、ノイズとなる磁界を検出してしまうことを抑制しながら、勾配磁界センサ１２Ｘを用いて検出対象物の検出を行うことができる。
【0152】
なお、上記において説明した事項は、如何様に組み合わされてもよい。
【0153】
以上のように、実施形態に係る勾配磁界センサ（上記において説明した例では、勾配磁界センサ１２）は、磁性体製の第１磁気シールド部（上記において説明した例では、第１磁気シールド部ＳＤ１）と、磁性体製であり、第１磁気シールド部と対向する第２磁気シールド部（上記において説明した例では、第２磁気シールド部ＳＤ２）と、第１磁気シールド部と第２磁気シールド部との間の空間に配置され、予め決められた第１位置の磁界の強度を検出する第１センサヘッド（上記において説明した例では、第１センサヘッドＳ１）と、当該空間に配置され、第１位置と異なる第２位置の磁界の強度を検出する第２センサヘッド（上記において説明した例では、第２センサヘッドＳ２）と、を備える。これにより、勾配磁界センサは、ノイズとなる磁界を検出してしまうことを抑制することができる。
【0154】
また、勾配磁界センサでは、第１センサヘッドと第２センサヘッドとのそれぞれは、直線形状の部分を有し、第２センサヘッドの直線形状の部分は、第１センサヘッドの直線形状の部分と略平行又は略同軸上に配置される、構成が用いられてもよい。
【0155】
また、勾配磁界センサでは、第１磁気シールド部は、第１センサヘッド及び第２センサヘッド側の第１面（上記において説明した例では、第１面Ｍ１）を有し、第２磁気シールド部は、第１センサヘッド及び第２センサヘッド側の第２面（上記において説明した例では、第２面Ｍ２）を有し、第１面及び第２面は、第１センサヘッドの直線形状の部分と第２センサヘッドの直線形状の部分とを含む平面状の仮想的な領域と略平行である、構成が用いられてもよい。
【0156】
また、勾配磁界センサでは、第１面と直交する方向における第１面と第２面との間の距離（上記において説明した例では、距離ｇ）は、第１面と直交する方向において第１磁気シールド部と第２磁気シールド部とが重なった領域（上記において説明した例では、有効シールド領域）の輪郭に内接する円（上記において説明した例では、有効シールド領域円）のうち、第１センサヘッドの直線形状の部分と第２センサヘッドの直線形状の部分とに応じて決まる位置（上記において説明した例では、センサヘッド領域の図心の位置）を中心とする円の直径（上記において説明した例では、直径Ｄ）に応じた距離である、構成が用いられてもよい。
【0157】
また、勾配磁界センサでは、第１面と直交する方向における第１面と第２面との間の距離は、直径の５分の１以下である、構成が用いられてもよい。
【0158】
また、勾配磁界センサでは、第１面と直交する方向における第１面と第２面とのそれぞれの厚さ（上記において説明した例では、厚さｔ）は、第１面と直交する方向における第１面と第２面との間の距離と、第１磁気シールド部及び第２磁気シールド部の比透磁率とに応じた厚さである、構成が用いられてもよい。
【0159】
また、勾配磁界センサでは、厚さは、第１面と直交する方向における第１面と第２面との間の距離の５００倍の値を、第１磁気シールド部及び第２磁気シールド部の比透磁率で除した値以上である、構成が用いられてもよい。
【0160】
また、勾配磁界センサでは、第１センサヘッドの直線形状の部分と第２センサヘッドの直線形状の部分とを含む平面状の仮想的な領域に直交する方向において、第１磁気シールド部と第２磁気シールド部とが重なった領域の輪郭に内接する円のうち、第１センサヘッドの直線形状の部分と第２センサヘッドの直線形状の部分とに応じて決まる位置を中心とする円の直径は、第１センサヘッドの直線形状の部分の長さと第２センサヘッドの直線形状の部分の長さ（上記において説明した例では、長さＬ）とのそれぞれの２倍以上の長さである、構成が用いられてもよい。
【0161】
また、勾配磁界センサでは、第１磁気シールド部の形状と第２磁気シールド部の形状とは、互いに同じ形状であり、円形平板形状、楕円形平板形状、矩形平板形状のいずれかである、構成が用いられてもよい。
【0162】
また、勾配磁界センサでは、第１磁気シールド部と第２磁気シールド部との少なくとも一方は、積層された複数の磁性体（上記において説明した例では、磁気シールド部ＳＤ１１～磁気シールド部ＳＤ１３、磁気シールド部ＳＤ２１～磁気シールド部ＳＤ２３）を含む、構成が用いられてもよい。
【0163】
また、勾配磁界センサは、当該空間に配置され、第１位置、第２位置のそれぞれと異なる第３位置の磁界の強度を検出する第３センサヘッド（上記において説明した例では、第３センサヘッドＳ３等）と、空間に配置され、第１位置、第２位置、第３位置のそれぞれと異なる第４位置の磁界の強度を検出する第４センサヘッド（上記において説明した例では、第４センサヘッドＳ４等）と、を備える、構成が用いられてもよい。
【0164】
また、実施形態に係る磁性物検出装置は、上記に記載の勾配磁界センサを備える。これにより、磁性物検出装置は、ノイズとなる磁界を検出してしまうことを抑制することができる。
【0165】
また、実施形態に係る磁性物検出方法は、磁性体製の第１磁気シールド部と、予め決められた第１位置の磁界の強度を検出する第１センサヘッドと、第１位置と異なる第２位置の磁界の強度を検出する第２センサヘッドとを備える勾配磁界センサ（上記において説明した例では、勾配磁界センサ１２Ｘ）による磁性物検出方法であって、予め決められた方向（上記において説明した例では、重力方向）において、第１磁気シールド部は、第１センサヘッド及び第２センサヘッドと重なっており、磁性物検出方法は、第１磁気シールド部と、磁性体製の第２磁気シールド部との間の空間に第１センサヘッドと第２センサヘッドとが位置するように勾配磁界センサを配置する第１ステップ（上記において説明した例では、ステップＳ１１０）と、検出対象物を移動させ、当該空間を通過させる第２ステップ（上記において説明した例では、ステップＳ１２０）と、を有する。これにより、磁性物検出方法は、ノイズとなる磁界を検出してしまうことを抑制することができる。
【0166】
以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない限り、変更、置換、削除等されてもよい。
【符号の説明】
【0167】
１…磁性物検出装置、１１…着磁装置、１２、１２Ｘ…勾配磁界センサ、２０…情報処理装置、ＡＣ１…第１交流励磁電流、ＡＣ２…第２交流励磁電流、ＡＣ１１…第１１交流励磁電流、ＡＣ１２…第１２交流励磁電流、Ｃ１…第１コンデンサ、Ｃ２…第２コンデンサ、Ｃ３…第３コンデンサ、ＣＣ１…交流電流制御部、ＣＣ２…直流電流制御部、ＣＣ３…交流電流制御部、ＣＬ１…第１検出コイル、ＣＬ２…第２検出コイル、ＣＲ１…第１磁気コア、ＣＲ２…第２磁気コア、ＣＳ…枠体、ＤＣ１…第１直流励磁電流、ＤＣ２…第２直流励磁電流、ＤＴ…検出回路、ＥＡ…誤差アンプ、Ｌ１…第１インダクタ、Ｌ２…第２インダクタ、ＬＦ…ローパスフィルタ、Ｍ１…第１面、Ｍ２…第２面、Ｏ…検出対象物、Ｐ１…交流電源、Ｐ２…直流電源、ＰＤ…位相検波回路、ＰＳ０…第０移相回路、ＰＳ１…第１移相回路、ＰＳ２…第２移相回路、Ｒ１…抵抗、ＲＬ１…第１ローラ、ＲＬ２…第２ローラ、ＲＶＣ…反転回路、Ｓ１…第１センサヘッド、Ｓ２…第２センサヘッド、Ｓ３…第３センサヘッド、Ｓ４…第４センサヘッド、Ｓ５…第５センサヘッド、Ｓ６…第６センサヘッド、Ｓ７…第７センサヘッド、Ｓ８…第８センサヘッド、ＳＤ１…第１磁気シールド部、ＳＤ２…第２磁気シールド部、ＳＤ１１、ＳＤ１２、ＳＤ１３、ＳＤ２１、ＳＤ２２、ＳＤ２３…磁気シールド部、ＳＴ…シート部材、ＳＷＣ１…第１切替回路、ＳＷＣ２…第２切替回路、ＴＣ…三次元座標系、ＶＲ１１、ＶＲ２１…第１可変抵抗、ＶＲ１２、ＶＲ２２…第２可変抵抗
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】